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JP3379484B2 - High frequency device and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP3379484B2 - High frequency device and method of manufacturing the same - Google Patents

High frequency device and method of manufacturing the same

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JP3379484B2
JP3379484B2 JP19589999A JP19589999A JP3379484B2 JP 3379484 B2 JP3379484 B2 JP 3379484B2 JP 19589999 A JP19589999 A JP 19589999A JP 19589999 A JP19589999 A JP 19589999A JP 3379484 B2 JP3379484 B2 JP 3379484B2
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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Waveguides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波など
の高周波信号の送受信に用いられるフェーズドアレイア
ンテナなど、高周波信号を伝送する高周波装置におよび
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency device for transmitting high-frequency signals, such as a phased array antenna used for transmitting and receiving high-frequency signals such as microwaves, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波装置として、例えば、衛星追尾車
載アンテナや衛星搭載用アンテナに用いられ、多数の放
射素子が配置されたフェーズドアレイアンテナが提案さ
れている(例えば、電子情報通信学会技術報告AP90
−75や特開平1−290301号公報など参照)。こ
の種のフェーズドアレイアンテナは、各放射素子に給電
する位相を変えることによって、ビームの方向を任意に
変更する機能を有している。その給電する位相を変化さ
せる手段として、それぞれが固定的な異なる移相量を有
する複数の移相回路から構成されたディジタル移相器が
一般的に使用されている(以下、ディジタル移相器を単
に移相器という)。そして、フェーズドアレイアンテナ
においては、それら各移相回路を各々1ビットのディジ
タルの制御信号によりオン/オフ制御してそれぞれの移
相回路が有する移相量を組み合わせることにより、移相
器全体で0〜360゜の給電位相を得られるようにして
いる。
2. Description of the Related Art As a high-frequency device, for example, a phased array antenna in which a large number of radiating elements are arranged, which is used for an on-board satellite tracking antenna or an on-board satellite antenna, has been proposed (for example, IEICE Technical Report AP90).
-75 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-290301). This type of phased array antenna has a function of arbitrarily changing the direction of the beam by changing the phase of feeding to each radiating element. As a means for changing the phase to be fed, a digital phase shifter composed of a plurality of phase shift circuits each having a fixed different phase shift amount is generally used (hereinafter, the digital phase shifter will be referred to as a digital phase shifter). Simply called a phase shifter). Then, in the phased array antenna, each of the phase shift circuits is turned on / off by a 1-bit digital control signal to combine the phase shift amounts of the respective phase shift circuits, so that the phase shifter as a whole has 0 The feeding phase of ˜360 ° is obtained.

【0003】特に、従来のフェーズドアレイアンテナで
は、各移相回路におけるスイッチング素子として、PI
Nダイオード、GaAsFETなどの半導体素子や、こ
れらを駆動するための駆動回路部品が多数使用されてい
る。そして、その移相器は、これらスイッチング素子に
直流電流または直流電圧を印加してオン/オフし、伝送
路長、サセプタンス、反射係数などを変化させることに
より、所定の移相量を発生させる構成となっている。一
方、近年では、低軌道衛星通信の分野などにおいて、イ
ンターネットの利用拡大さらにはマルチメディア通信の
普及などにより、高データレートでの通信が要求されて
おり、このためにアンテナの高利得化が必要となってい
る。また、高データレートでの通信を実現するためには
伝送帯域幅の拡大が必要となり、さらには低周波数帯に
おける周波数資源の欠乏などから、Ka帯(20GHz
〜)以上の高周波数帯で適用できるアンテナの実現が急
がれている。
Particularly, in the conventional phased array antenna, PI is used as a switching element in each phase shift circuit.
A large number of semiconductor elements such as N diodes and GaAs FETs and drive circuit components for driving these elements are used. The phase shifter is configured to generate a predetermined amount of phase shift by applying a DC current or a DC voltage to these switching elements to turn them on / off and change the transmission path length, susceptance, reflection coefficient, and the like. Has become. On the other hand, in recent years, in the field of low-orbit satellite communication, etc., communication at a high data rate is required due to the expansion of use of the Internet and the spread of multimedia communication. For this reason, it is necessary to increase the antenna gain. Has become. Further, in order to realize communication at a high data rate, it is necessary to expand the transmission bandwidth, and due to lack of frequency resources in the low frequency band, the Ka band (20 GHz)
There is an urgent need to realize an antenna that can be applied in the above high frequency bands.

【0004】具体的には、低軌道衛星追尾端末(地上
局)のアンテナとして、例えば、 周波数:30GHz、 アンテナ利得:36dBi、 ビーム走査範囲:正面方向よりビームチルト角50゜ という技術性能が要求されている。これをフェーズドア
レイアンテナで実現するためには、まず、開口面積:約
0.13m2 (360mm×360mm)が必要とな
る。さらに、サイドローブを抑制するためには、放射素
子を約1/2波長(30GHzで5mm前後)間隔で配
置してグレーティングローブの発生を回避する必要があ
る。
Specifically, as an antenna of a low-orbit satellite tracking terminal (ground station), for example, a frequency of 30 GHz, an antenna gain of 36 dBi, a beam scanning range: a beam tilt angle of 50 ° from the front is required. ing. In order to realize this with a phased array antenna, first, an opening area of about 0.13 m 2 (360 mm × 360 mm) is required. Further, in order to suppress the side lobes, it is necessary to arrange the radiating elements at intervals of about ½ wavelength (around 5 mm at 30 GHz) to avoid the generation of grating lobes.

【0005】また、ビーム走査ステップを細かくし、か
つディジタル移相器量子化誤差にともなうサイドローブ
劣化を低く抑えるためには、各移相器に使用される移相
回路は4ビット(最小ビット移相器22.5゜)以上で
あることが望ましい。上記の条件を満たすフェーズドア
レイアンテナに用いられる合計の放射素子数および移相
回路ビット数は、 移相回路素子数:72×72=約5000個、 移相回路ビット数:72×72×4=約20000ビッ
ト となる。
In addition, in order to make the beam scanning step fine and to suppress the side lobe deterioration due to the quantization error of the digital phase shifter to a low level, the phase shift circuit used in each phase shifter has 4 bits (minimum bit shift). It is desirable that the phase is 22.5 ° or more. The total number of radiating elements and the number of phase-shifting circuit bits used for the phased array antenna satisfying the above conditions are as follows: Number of phase-shifting circuit elements: 72 × 72 = about 5000, Number of phase-shifting circuit bits: 72 × 72 × 4 = It becomes about 20000 bits.

【0006】ここで、そのような高利得で高周波数帯に
適用可能なフェーズドアレイアンテナを、前述した従来
技術、例えば図9に示す特開平1−290301号公報
記載のフェーズドアレイアンテナで実現しようとした場
合、次のような問題点があった。すなわち、このような
従来のフェーズドアレイアンテナでは、図9に示すよう
に駆動回路基板に形成された1つのドライバ回路で、各
移相器内の個々の移相回路を制御する構成となっている
ため、このドライバ回路とすべての移相回路とを個々に
接続する必要がある。したがって、その接続のための配
線は、放射素子数×移相回路ビット数の本数だけ必要と
なり、前述した数値を適用すれば、放射素子72個×7
2個のアレイ配置において、1列分(放射素子72個
分)の各移相回路(4ビット)への配線数は、72×4
=288本となる。
Here, it is intended to realize such a phased array antenna having a high gain and applicable to a high frequency band by the above-mentioned conventional technique, for example, the phased array antenna disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-290301 shown in FIG. If so, there were the following problems. That is, in such a conventional phased array antenna, as shown in FIG. 9, one driver circuit formed on the drive circuit board controls each phase shift circuit in each phase shifter. Therefore, it is necessary to individually connect this driver circuit and all the phase shift circuits. Therefore, wiring for the connection is required by the number of radiating elements × the number of phase shift circuit bits, and if the above-mentioned numerical values are applied, 72 radiating elements × 7.
In the two array arrangement, the number of wirings to each phase shift circuit (4 bits) for one column (for 72 radiating elements) is 72 × 4.
= 288.

【0007】このような配線を同一平面上に形成した場
合、配線幅/配線間隔(L/S)=50/50μmとし
ても、1列分(放射素子72個分)の配線束の幅は0.
1mm×288=28.8mmとなる。これに対して、
前述したように、周波数30GHzに適用できるフェー
ズドアレイアンテナでは、その放射素子の間隔を5mm
前後で配置する必要があるが、従来技術では、上述した
ように配線束の幅が28.8mmにもなり太すぎて物理
的に配置できなくなる。
When such wirings are formed on the same plane, even if the wiring width / wiring interval (L / S) = 50/50 μm, the width of the wiring bundle for one column (for 72 radiating elements) is 0. .
1 mm × 288 = 28.8 mm. On the contrary,
As described above, in the phased array antenna applicable to the frequency of 30 GHz, the distance between the radiating elements is 5 mm.
Although it is necessary to arrange them in the front and rear, in the conventional technique, the width of the wiring bundle becomes 28.8 mm as described above, and it becomes too thick to be physically arranged.

【0008】ここで、放射素子が形成される層(放射素
子基板や無給電素子基板)だけでなく、分配合成器と移
相器とを異なる層に形成すれば、移相器を形成する層に
おいては移相器だけを自由に配置できるようになるの
で、上述した配置の問題を解消することができる。この
ように、多層構造とすることで、より高周波数帯に適用
可能なフェーズドアレイアンテナを実現することができ
る。また、多層構造とした場合、各層の厚さは数m程度
と小さいので、あまり厚くなることはなく、より小さい
面積にすることができるので、衛星に搭載するなどのと
きに特に有利である。
Here, not only the layer on which the radiating element is formed (radiating element substrate or parasitic element substrate), but if the distributor / combiner and the phase shifter are formed on different layers, the layer forming the phase shifter is formed. Since only the phase shifter can be freely arranged in (1), the above-mentioned arrangement problem can be solved. As described above, the multi-layer structure can realize a phased array antenna applicable to a higher frequency band. Further, in the case of the multi-layer structure, the thickness of each layer is as small as several meters, so that it does not become so thick and the area can be made smaller, which is particularly advantageous when mounting on a satellite.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな高周波装置において、移相器の移相量を切り換える
ときに用いるスイッチ素子として、微小な機械スイッチ
素子(マイクロマシンスイッチ)を用いることが検討さ
れている。しかしながら、上述したように多層構造にす
る場合、従来では各層間が誘電体で充填された構成とな
っていたため、中間に配置される層に形成される移相器
には、可動部を有するマイクロマシンスイッチを用いる
ことができなかった。すなわち、従来では、フェーズド
アレイアンテナなどの高周波装置を多層構造とする場
合、移相器に用いるスイッチ素子として、マイクロマシ
ンスイッチを内層に用いることができないため実装上の
制限を受けるという問題があった。
By the way, in the above-mentioned high-frequency device, it is considered to use a minute mechanical switch element (micromachine switch) as a switch element used when switching the phase shift amount of the phase shifter. ing. However, when the multi-layer structure is used as described above, each layer is conventionally filled with a dielectric material. Therefore, the phase shifter formed in the intermediate layer has a micromachine having a movable part. The switch could not be used. That is, conventionally, when a high-frequency device such as a phased array antenna has a multi-layer structure, a micromachine switch cannot be used as an inner layer as a switch element used in a phase shifter, which causes a problem in mounting.

【0010】本発明はこのような課題を解決するための
ものであり、フェーズドアレイアンテナなど、高利得で
高周波数帯に適用する高周波装置でマイクロマシンスイ
ッチなどの可動部を有する電子部品を内層に用いて実装
効率を向上できるようにすることを目的とする。
The present invention is to solve such a problem, and uses an electronic component having a movable part such as a micromachine switch as an inner layer in a high frequency device having a high gain and applied to a high frequency band, such as a phased array antenna. The purpose is to improve the implementation efficiency.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の高周波装置
は、高周波回路が多層基板に実装された高周波装置にお
いて、多層基板の内層基板上に形成された高周波信号を
伝搬する導波路と、内層基板上に形成されて導波路と接
続して可動構造により高周波信号を処理する高周波可動
部品とを備え、導波路の高さは高周波可動部品の高さよ
り高くされ、内層基板とその上の層との間に高周波可動
部品が実装されるようにした。 このように構成したの
で、高く形成された導波路により分離層の上に空間が形
成され、この空間内で、高周波可動部品が動作する。
A high-frequency device of the present invention is a high-frequency device in which a high-frequency circuit is mounted on a multi-layer substrate, and a waveguide for propagating a high-frequency signal formed on an inner-layer substrate of the multi-layer substrate and an inner-layer substrate. It has a high-frequency moving part that is formed on it and is connected to the waveguide to process high-frequency signals by a movable structure, and the height of the waveguide is higher than that of the high-frequency moving part.
Higher frequency and movable between the inner layer substrate and the layer above it
Parts are now mounted. I configured it like this
, The space above the isolation layer is formed by the high waveguide.
The high-frequency movable part operates in this space.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】また、この発明の高周波装置は、誘電体か
らなる基板上に形成された高周波信号を伝搬する複数の
導波路と、基板上に形成され、かつ、導波路の接続状態
を切り換えるスイッチと、基板上に配置された誘電体材
料からなる第1の分離層と、この第1の分離層上に形成
されて導波路の所定の領域上に高周波信号を結合する結
合手段を備えた導電材料からなる結合層と、この結合層
上に形成された誘電体材料からなる第2の分離層と、こ
の第2の分離層上に形成されて導波路との間で結合手段
を介して高周波信号が結合される高周波部品と、スイッ
チの動作を制御する制御手段とを備え、スイッチは、基
板上に固定された固定電極と、この固定電極より高い柱
体と、この柱体に一端が固定されて他端が固定電極上部
にまで延在した可動可能な可動電極とから構成され、導
波路の一部は可動電極の可動範囲上限より高く形成され
ているようにした。このように構成したので、高く形成
された導波路により基板と第1の分離層との間に空間が
形成され、この空間内で、制御手段に制御されたスイッ
チが接続/非接続の動作をする。
Further, the high frequency device of the present invention comprises a plurality of waveguides formed on a substrate made of a dielectric material for propagating a high frequency signal, and a switch formed on the substrate for switching connection states of the waveguides. A conductive material having a first isolation layer made of a dielectric material disposed on the substrate, and coupling means formed on the first isolation layer and coupling a high frequency signal onto a predetermined region of the waveguide. High-frequency signal via a coupling means between a coupling layer made of, a second separation layer made of a dielectric material formed on the coupling layer, and a waveguide formed on the second separation layer. And a control means for controlling the operation of the switch. The switch has a fixed electrode fixed on the substrate, a column higher than the fixed electrode, and one end fixed to the column. The other end may extend to above the fixed electrode. Is composed of a moveable electrode, a portion of the waveguide was set to being formed higher than the movable range limit of the movable electrode. With this structure, a space formed between the substrate and the first separation layer is formed by the high waveguide, and the switch controlled by the control means performs connection / disconnection operation in this space. To do.

【0015】以上のように構成された中で、導波路とス
イッチとで移相器を構成するようにしてもよく、また、
導波路に所望の周波数の高周波を導入する分配器を備え
るようにしてもよい。
[0015] While configured as described above, may be configured to phase shifter between the waveguide and the switch was or,
A distributor for introducing a high frequency wave having a desired frequency may be provided in the waveguide.

【0016】[0016]

【0017】また、この発明の高周波装置の製造方法
は、誘電体からなる基板上に高周波信号を伝搬する複数
の導波路を形成する工程と、基板上に固定電極とこの固
定電極より高い柱体とを形成する工程と、基板上に柱体
上部が露出した状態で固定電極を覆うように第1の層を
形成する工程と、一端が柱体上部に固定されかつ他端が
固定電極上にまで延在した可動電極を第1の層上に形成
する工程と、第1の層上に可動電極を覆うように第2の
層を形成する工程と、第1および第2の層の導波路の所
定領域上に開口領域を形成する工程と、開口領域内の導
波路上に金属層を形成して開口領域内の導波路を可動電
極の可動範囲上限より高く形成する工程と、第1および
第2の層を除去する工程と、基板上に誘電体材料からな
る第1の分離層を形成する工程と、高周波信号を結合す
る結合手段を備えた導電材料からなる結合層を、結合手
段が導波路の所定の領域上に配置されるように第1の分
離層上に形成する工程と、誘電体材料からなる第2の分
離層を結合層上に形成する工程と、導波路との間で結合
手段を介して高周波信号が結合される高周波部品をその
第2の分離層上に形成する工程と、スイッチの動作を制
御する制御手段を形成する工程とを備えるようにした。
このように製造するようにしたので、高く形成された導
波路により基板と第1の分離層との間に、スイッチが接
続/非接続の動作をする空間が形成される。
The method of manufacturing a high-frequency device according to the present invention includes the steps of forming a plurality of waveguides for propagating a high-frequency signal on a substrate made of a dielectric material, a fixed electrode on the substrate, and a pillar higher than the fixed electrode. And a step of forming a first layer on the substrate so as to cover the fixed electrode in a state where the upper part of the pillar is exposed, and one end is fixed to the upper part of the pillar and the other end is fixed to the fixed electrode. Forming a movable electrode extending to the first layer on the first layer, forming a second layer on the first layer so as to cover the movable electrode, and waveguides for the first and second layers A step of forming an opening region on a predetermined region of the above step, a step of forming a metal layer on the waveguide in the opening region to form the waveguide in the opening region higher than the upper limit of the movable range of the movable electrode, Removing the second layer and forming a first isolation layer of dielectric material on the substrate. And a step of forming a coupling layer made of a conductive material having coupling means for coupling a high frequency signal on the first separation layer so that the coupling means is arranged on a predetermined region of the waveguide. Forming a second isolation layer made of a dielectric material on the coupling layer, and forming a high frequency component on the second isolation layer to which a high frequency signal is coupled between the waveguide and the waveguide via coupling means. And a step of forming a control means for controlling the operation of the switch.
Since the waveguide is formed in this manner, a space formed between the substrate and the first separation layer is formed between the substrate and the first separation layer due to the switch being connected / disconnected.

【0018】以上のように製造する中で、導波路とスイ
ッチとで移相器を構成するようにしてもよく、また、導
波路に所望の周波数の高周波を導入する分配器を備える
ようにしてもよい。
[0018] In the manufacture as described above, waveguide and may be configured to phase shifter with a switch, were or, in the waveguide so as to comprise a distributor for introducing a high frequency in a desired frequency May be.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 実施の形態1 はじめに、この発明の第1の実施の形態について説明す
る。ここでは、高周波装置として30GHz帯のフェー
ズドアレイアンテナを例にとり図1を用いて説明する。
この実施の形態1では、図1(a)の断面図に示すよう
に、フェーズドアレイアンテナを多層構造とした。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described. Here, a 30 GHz band phased array antenna will be described as an example of a high frequency device with reference to FIG.
In the first embodiment, as shown in the sectional view of FIG. 1A, the phased array antenna has a multi-layer structure.

【0020】すなわち、まず、例えばガラスなどの誘電
体からなる基板101上に、マイクロストリップ線路
(導波路)102aとマイクロマシンスイッチ(スイッ
チ)102bとを用いて高周波信号の位相を制御する複
数の移相ユニットからなる位相制御層102が形成され
ている。このマイクロマシンスイッチ102bは、図1
(b)に示すように、固定電極121と柱体122に支
えられた可動電極123とを備え、図示していない制御
手段により可動電極123の動作を制御し、固定電極1
21と可動電極123との接続/非接続を行うことでオ
ンオフ動作を行うものである。
That is, first, a plurality of phase shifts for controlling the phase of a high frequency signal using a microstrip line (waveguide) 102a and a micromachine switch (switch) 102b on a substrate 101 made of a dielectric material such as glass. The phase control layer 102 composed of a unit is formed. This micromachine switch 102b is shown in FIG.
As shown in (b), the fixed electrode 121 and the movable electrode 123 supported by the columnar body 122 are provided, and the operation of the movable electrode 123 is controlled by a control means (not shown).
The on / off operation is performed by connecting / disconnecting 21 and the movable electrode 123.

【0021】また、その位相制御層102上には、本発
明の特徴となる分離層(第1の分離層)113と結合ス
ロット(結合手段)103aを備えた結合層103と分
離層(第2の分離層)104とを介し、複数の放射素子
が形成された放射素子層105が配置されている。また
その上には、分離層(第3の分離層)106を介し、複
数の無給電素子が形成された無給電素子層107が配置
されている。この、無給電素子は、広帯域化のために付
加されるものであり、必要に応じて構成すればよい。
Further, on the phase control layer 102, a coupling layer 103 having a coupling layer (coupling means) 103a and a coupling layer (coupling means) 103a which characterizes the present invention, and a coupling layer (second layer). Radiating element layer 105 on which a plurality of radiating elements are formed is disposed. Further, a parasitic element layer 107 in which a plurality of parasitic elements are formed is disposed on top of this with a separating layer (third separating layer) 106 interposed therebetween. This parasitic element is added for widening the band, and may be configured as necessary.

【0022】一方、基板101裏面には、結合スロット
108aを備えた結合層108および分離層(第4の分
離層)109を介し、マイクロストリップ線路などから
構成された分配合成層110が配置され、図示していな
い給電部からの高周波信号を、上層の各移相ユニットそ
れぞれに分配している。さらに、図1に示した例では、
分配合成層110の下に誘電体からなる分離層111
(第5の分離層)を介して導電体材料からなる接地層1
12が備えられている。これら、分離層111,接地層
112は、分配合成層110から不要輻射を抑制するた
めに付加されるものであり、必要に応じて構成すればよ
い。
On the other hand, on the rear surface of the substrate 101, a distribution / synthesis layer 110 composed of a microstrip line or the like is arranged via a coupling layer 108 having a coupling slot 108a and a separation layer (fourth separation layer) 109, A high frequency signal from a power supply unit (not shown) is distributed to each phase shift unit in the upper layer. Furthermore, in the example shown in FIG.
A separation layer 111 made of a dielectric is provided under the distribution / synthesis layer 110.
Ground layer 1 made of a conductor material via (fifth separation layer)
12 are provided. The separation layer 111 and the ground layer 112 are added in order to suppress unnecessary radiation from the distribution / synthesis layer 110, and may be configured as necessary.

【0023】また、位相制御層102は、図1(c)の
平面図に示すように、異なる線路長のマイクロストリッ
プ線路102aを、複数のマイクロマシンスイッチ10
2bで切り換えるように構成されている。図1(c)
は、高周波装置であるフェーズドアレイアンテナを構成
している1つのセル部分を示しており、セルの周部に
は、信号線選択部(図示せず)からの信号線Xi1,X
i2、走査線選択部(図示せず)からの走査線Yj1,
Yj2、制御装置(図示せず)からのトリガ信号線Tr
g、およびスイッチの駆動電源線Vdrvが配置されて
いる。
Further, as shown in the plan view of FIG. 1C, the phase control layer 102 connects the microstrip lines 102a having different line lengths to the plurality of micromachine switches 10.
It is configured to be switched by 2b. Figure 1 (c)
Indicates one cell portion forming a phased array antenna which is a high frequency device, and signal lines Xi1, X from a signal line selection unit (not shown) are provided on the periphery of the cell.
i2, scanning line Yj1, from the scanning line selection unit (not shown)
Yj2, a trigger signal line Tr from a control device (not shown)
g and a drive power supply line Vdrv for the switch are arranged.

【0024】そして、それら信号線に接続している駆動
回路(制御手段)102cにより、マイクロマシンスイ
ッチ102bは駆動されている。また、これら信号線の
内側では、上述したマイクロストリップ線路102a
が、結合スロット108aの上部位置から結合スロット
103aの下部位置までを接続するように構成されてい
る。また、そのマイクロストリップ線路102aの途中
には、例えば、22.5゜,45゜,90゜,180゜
の各移相回路が構成され、それらがマイクロマシンスイ
ッチ102bで切り換えられ、導波する高周波の位相を
所望の値にずらすようにしている。
The micromachine switch 102b is driven by the drive circuit (control means) 102c connected to these signal lines. Further, inside these signal lines, the above-mentioned microstrip line 102a is provided.
Are configured to connect from the upper position of the coupling slot 108a to the lower position of the coupling slot 103a. Further, in the middle of the microstrip line 102a, for example, phase shift circuits of 22.5 °, 45 °, 90 °, and 180 ° are configured, and these are switched by the micromachine switch 102b to guide the high frequency wave. The phase is shifted to a desired value.

【0025】そして、この実施の形態1では、位相制御
層102とその上の層との間に、誘電体材料からなる分
離層(第1の分離層)113を形成し、その分離層11
3の位相制御層102のマイクロマシンスイッチ102
bが形成された領域上に開口領域113aを設けるよう
にした。ここでは、その分離層113は位相制御層10
2と結合層103との間に配置され、それらの間隔が約
0.2mmとなるようにしている。すなわち、その分離
層113により、マイクロマシンスイッチ102bの可
動空間を確保するとともに、マイクロストリップ線路1
02aを、高周波が問題なく伝搬しうる距離を確保して
いる。
In the first embodiment, a separation layer (first separation layer) 113 made of a dielectric material is formed between the phase control layer 102 and the layer thereabove, and the separation layer 11 is formed.
3 phase control layer 102 micromachine switch 102
The opening region 113a is provided on the region where b is formed. Here, the separation layer 113 is the phase control layer 10
2 and the bonding layer 103, and the distance between them is about 0.2 mm. That is, the separation layer 113 secures a movable space for the micromachine switch 102b, and the microstrip line 1 is provided.
02a secures a distance at which a high frequency can propagate without any problem.

【0026】ここで、フェーズドアレイアンテナの全体
的な構成に関して簡単に説明する。そのフェーズドアレ
イアンテナは、図2に示すように、まず、位相制御層1
02上には、放射素子層105と無給電素子層107が
配置されている。また、位相制御層102下には、分配
合成層110が配置されている。そのような構成の中
で、例えば、放射素子層105は下部に分離層104を
備え、その下面に例えば薄いCuの層からなる結合層1
03を備え、その結合層103にはアレイに対応して孔
部からなる結合スロット103aが形成されている。同
様に、位相制御層102裏面には、例えば薄いCuの層
からなる結合層108を備え、その結合層108にはア
レイに対応して結合スロット108aが形成されてい
る。
Here, the overall structure of the phased array antenna will be briefly described. The phased array antenna, as shown in FIG.
On 02, the radiating element layer 105 and the parasitic element layer 107 are arranged. A distribution / synthesis layer 110 is arranged below the phase control layer 102. In such a structure, for example, the radiating element layer 105 is provided with a separation layer 104 in the lower portion, and the coupling layer 1 made of, for example, a thin Cu layer on the lower surface thereof.
03, the coupling layer 103 has coupling slots 103a formed of holes corresponding to the array. Similarly, a coupling layer 108 made of, for example, a thin Cu layer is provided on the back surface of the phase control layer 102, and coupling slots 108a are formed in the coupling layer 108 corresponding to the array.

【0027】そのように配置された中で、位相制御層1
02には、各移相ユニットおよびこれら移相ユニットを
個別に制御するための配線X1〜Xm,Y1〜Ynが設
けられている。そして、給電部からの高周波信号は、分
配合成層110のストリップ線路に伝搬し、これが位相
制御層102の各移相ユニットに供給され、そこで所定
に給電移相量が与えられ、結合層103の結合スロット
103aを介して、放射素子層105の各放射素子に伝
搬し、それぞれの放射素子から所定のビーム方向に放射
される。
Among the so arranged, the phase control layer 1
02 is provided with respective phase shift units and wirings X1 to Xm and Y1 to Yn for individually controlling these phase shift units. Then, the high-frequency signal from the power feeding unit propagates to the strip line of the distribution / synthesis layer 110, and this is supplied to each phase shift unit of the phase control layer 102, where a predetermined power feed phase shift amount is given and the coupling layer 103 of the coupling layer 103 is provided. It propagates to each radiating element of the radiating element layer 105 through the coupling slot 103 a, and is radiated from each radiating element in a predetermined beam direction.

【0028】次に、この実施の形態1におけるフェーズ
ドアレイアンテナ(高周波装置)の製造方法に関して説
明する。まず、基板101上に位相制御層102ととも
に分離層113を形成する。この分離層113の形成に
関して、特にマイクロマシンスイッチ102bの箇所を
例にとり説明する。はじめに、図3(a)に示すよう
に、基板101上にマイクロストリップ線路102aと
ともに、図1に示したマイクロマシンスイッチ102b
を構成する固定電極121を形成する。
Next, a method of manufacturing the phased array antenna (high frequency device) according to the first embodiment will be described. First, the separation layer 113 is formed together with the phase control layer 102 on the substrate 101. The formation of the separation layer 113 will be described by taking the location of the micromachine switch 102b as an example. First, as shown in FIG. 3A, the microstrip line 102a is provided on the substrate 101 and the micromachine switch 102b shown in FIG.
The fixed electrode 121 constituting the above is formed.

【0029】次に、図3(b)に示すように、固定電極
121と対になるマイクロストリップ線路102a端部
上に、柱体122を形成する。次に、図3(c)に示す
ように、柱体122の上面が露出した状態で、他の領域
を覆うように例えばポリイミドからなる誘電体膜301
を形成する。次に、図3(d)に示すように、一端が柱
体122上面全域に接触し、他端が固定電極121上部
に延在するように、誘電体膜301の所定箇所に可動電
極123を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a column body 122 is formed on the end of the microstrip line 102a which is paired with the fixed electrode 121. Next, as shown in FIG. 3C, with the upper surface of the columnar body 122 exposed, a dielectric film 301 made of, for example, polyimide so as to cover other regions.
To form. Next, as shown in FIG. 3D, the movable electrode 123 is provided at a predetermined position of the dielectric film 301 so that one end is in contact with the entire upper surface of the column 122 and the other end is extended above the fixed electrode 121. Form.

【0030】次に、図3(e)に示すように、可動電極
123を含めた誘電体膜301上に、例えばポリイミド
からなる誘電体膜302を形成する。次に、誘電体膜3
02上に例えばシリコン酸化物からなる無機絶縁膜30
3を形成する。次に、無機絶縁膜303上に、上述した
可動電極123が形成されている領域に開口部304a
を有するレジストパタン304を形成する。次に、その
レジストパタン304をマスクとし、選択的に無機絶縁
膜303をエッチングし、その後レジストパタン304
を除去することで、図3(h)に示すように、無機絶縁
膜303に開口部303aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, a dielectric film 302 made of, for example, polyimide is formed on the dielectric film 301 including the movable electrode 123. Next, the dielectric film 3
02 on the inorganic insulating film 30 made of, for example, silicon oxide
3 is formed. Next, on the inorganic insulating film 303, an opening 304a is formed in a region where the movable electrode 123 described above is formed.
A resist pattern 304 having Next, using the resist pattern 304 as a mask, the inorganic insulating film 303 is selectively etched, and then the resist pattern 304 is used.
By removing, the openings 303a are formed in the inorganic insulating film 303 as shown in FIG.

【0031】次に、その開口部303aが形成された無
機絶縁膜303をマスクとして下層の誘電体膜302お
よび誘電体膜301を選択的にエッチングすることで、
図3(i)に示すように、誘電体膜302にマイクロマ
シンスイッチ102b形成領域が露出する開口部302
a,301aを形成する。また、開口部303a下の誘
電体膜301が同時の除去されるため、可動電極123
下部に空間が形成され、固定電極121,柱体122,
可動電極123からなるマイクロマシンスイッチ102
bが完成する。ついで、無機絶縁膜303のみを選択的
に除去すれば、図3(i)に示した誘電体膜301,3
02からなり開口部301a,302aからなる開口領
域113aを備えた分離層113が、図4(a)に示す
ように基板101上に形成された状態が得られる。
Next, the lower dielectric film 302 and the dielectric film 301 are selectively etched by using the inorganic insulating film 303 having the opening 303a as a mask,
As shown in FIG. 3I, the opening 302 through which the region for forming the micromachine switch 102b is exposed in the dielectric film 302.
a, 301a is formed. Further, since the dielectric film 301 under the opening 303a is simultaneously removed, the movable electrode 123
A space is formed in the lower part, and the fixed electrode 121, the pillar 122,
Micromachine switch 102 including movable electrode 123
b is completed. Then, by selectively removing only the inorganic insulating film 303, the dielectric films 301, 3 shown in FIG.
The separation layer 113 having the opening region 113a made of 02 and the opening portions 301a and 302a is formed on the substrate 101 as shown in FIG. 4A.

【0032】一方、図4(b)に示すように、まず、誘
電体からなる分離層109上に銅膜を形成し、この銅膜
をパターン加工することで、分離層109上に結合スロ
ット108aを備えた結合層108を形成する。また、
誘電体からなる分離層111上に金などの導電性材料膜
を形成し、この膜をパターン加工することで、分離層1
11上に分配合成層110を形成する。また、分離層1
11裏面には接地層112を形成する。また、分離層1
09の裏面と分離層111の分配合成層110形成面と
を当接させてそれらを貼り合わせ、一体構造とする。そ
して、その一体構造体の結合層108表面と、基板10
1裏面とを、接着フィルム401を介して当接させ、所
定の圧力を印加した状態で加熱し、図4(c)に示すよ
うに、基板101裏面に結合層108表面が接着された
状態とする。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, first, a copper film is formed on the isolation layer 109 made of a dielectric material, and the copper film is patterned to form the coupling slot 108a on the isolation layer 109. To form a bonding layer 108. Also,
By forming a conductive material film such as gold on the separation layer 111 made of a dielectric material and patterning the film, the separation layer 1 is formed.
A distribution / synthesis layer 110 is formed on the surface 11. Also, the separation layer 1
A ground layer 112 is formed on the back surface of 11. Also, the separation layer 1
The rear surface of 09 and the surface of the separation layer 111 on which the distribution / synthesis layer 110 is formed are brought into contact with each other and bonded to each other to form an integrated structure. Then, the surface of the bonding layer 108 of the integrated structure and the substrate 10
1 the back surface is contacted via the adhesive film 401, and is heated in a state where a predetermined pressure is applied. As shown in FIG. 4C, the surface of the bonding layer 108 is bonded to the back surface of the substrate 101. To do.

【0033】次に、誘電体からなる分離層104裏面
に、例えばCuからなる導電膜を形成し、これをパター
ン加工することで、分離層104裏面に結合スロット1
03aを備えた結合層103を形成する。また、その分
離層104表面には、放射素子層105を形成する。ま
た、分離層106上に無給電素子層107を形成し、そ
れら分離層104と分離層106を貼り合わせて一体構
造とする。そして、図4(d)に示すように、それら一
体構造体を分離層113上に固定配置することで、位相
制御層102上に放射素子層105および無給電素子層
107が配置された多層構造が形成される。
Next, a conductive film made of, for example, Cu is formed on the back surface of the separation layer 104 made of a dielectric, and this is patterned to form a coupling slot 1 on the back surface of the separation layer 104.
The bonding layer 103 with 03a is formed. Further, the radiating element layer 105 is formed on the surface of the separation layer 104. In addition, the parasitic element layer 107 is formed on the separation layer 106, and the separation layer 104 and the separation layer 106 are attached to each other to form an integrated structure. Then, as shown in FIG. 4D, the integrated structure is fixedly arranged on the separation layer 113, so that the radiating element layer 105 and the parasitic element layer 107 are arranged on the phase control layer 102. Is formed.

【0034】実施の形態2 次に、この発明の第2の実施の形態に関して説明する。
この実施の形態2でも、図5の断面図に示すように、フ
ェーズドアレイアンテナを多層構造とした。すなわち、
まず、例えばガラスなどの誘電体からなる基板501の
裏面に、マイクロストリップ線路502aとマイクロマ
シンスイッチ502bとを備えた複数の移相ユニットか
らなる位相制御層502が形成されているようにした。
そのマイクロマシンスイッチ502bは、前述した実施
の形態1と同様である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Also in the second embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the phased array antenna has a multilayer structure. That is,
First, the phase control layer 502 including a plurality of phase shift units including the microstrip line 502a and the micromachine switch 502b is formed on the back surface of the substrate 501 made of a dielectric material such as glass.
The micromachine switch 502b is the same as in the first embodiment described above.

【0035】また、その位相制御層502上には、結合
スロット503aを備えた結合層503および分離層5
04を介し、複数の無給電素子が形成された無給電素子
層507が配置されている。この無給電素子は、前述の
実施の形態1と同様に、広帯域化のために付加されるも
のであり、必要に応じて構成すればよい。また、位相制
御層502と結合層503との間には、厚さが約0.1
mm程度とされた誘電体材料からなる分離層513を備
えるようにしている。
Further, on the phase control layer 502, a coupling layer 503 having a coupling slot 503a and a separation layer 5 are provided.
04, the parasitic element layer 507 in which a plurality of parasitic elements are formed is arranged. This parasitic element is added for widening the band, as in the first embodiment, and may be configured as necessary. The thickness between the phase control layer 502 and the coupling layer 503 is about 0.1.
A separation layer 513 made of a dielectric material and having a thickness of about mm is provided.

【0036】一方、基板501裏面には、結合スロット
508aを備えた結合層508および分離層509を介
し、マイクロストリップ線路などから構成された分配合
成層510が配置され、図示していない給電部からの高
周波信号を、上層の各移相ユニットそれぞれに分配して
いる。さらに、図5に示した例では、分配合成層510
の下に誘電体からなる分離層511を介して導電体材料
からなる接地層512が備えられている。これら、分離
層511,接地層512は、分配合成層510から不要
輻射を抑制するために付加されるものであり、必要に応
じて構成すればよい。
On the other hand, on the rear surface of the substrate 501, a distribution / synthesis layer 510 composed of a microstrip line or the like is arranged via a coupling layer 508 having a coupling slot 508a and a separation layer 509. The high frequency signal of is distributed to each phase shift unit in the upper layer. Further, in the example shown in FIG. 5, the distribution synthesizing layer 510
A ground layer 512 made of a conductive material is provided under the insulating layer 511 made of a dielectric material. The separation layer 511 and the ground layer 512 are added in order to suppress unnecessary radiation from the distribution / combination layer 510, and may be configured as necessary.

【0037】また、位相制御層502は、図5(b)に
示すように、マイクロストリップ線路502aの線路長
を、複数のマイクロマシンスイッチ502bからなる移
相回路502cで切り換えるように構成されている。図
5(b)は、高周波装置であるフェーズドアレイアンテ
ナを構成している1つのセル部分を示しており、セルの
周部には、信号線選択部(図示せず)からの信号線Xi
1,Xi2、走査線選択部(図示せず)からの走査線Y
j1,Yj2、制御装置(図示せず)からのトリガ信号
線Trg、およびスイッチの駆動電源線Vdrvが配置
されている。
Further, as shown in FIG. 5B, the phase control layer 502 is configured so that the line length of the microstrip line 502a is switched by a phase shift circuit 502c composed of a plurality of micromachine switches 502b. FIG. 5B shows one cell portion forming a phased array antenna which is a high-frequency device, and a signal line Xi from a signal line selection unit (not shown) is provided around the cell.
1, Xi2, scanning line Y from a scanning line selection unit (not shown)
j1, Yj2, a trigger signal line Trg from a control device (not shown), and a drive power supply line Vdrv of the switch are arranged.

【0038】そして、それら信号線に接続している駆動
回路(制御手段)502dにより、マイクロマシンスイ
ッチ502bは駆動されている。また、これら信号線の
内側では、上述したマイクロストリップ線路502a
が、結合スロット508aの上部位置から結合スロット
503aの下部位置までを接続するように構成されてい
る。また、そのマイクロストリップ線路502aの途中
には、例えば、22.5゜,45゜,90゜,180゜
の各移相回路502cが構成され、それらがマイクロマ
シンスイッチ502bで切り換えられ、導波する高周波
の位相を所望の値にずらすようにしている。
The micromachine switch 502b is driven by the drive circuit (control means) 502d connected to these signal lines. Further, inside these signal lines, the above-mentioned microstrip line 502a is provided.
Are configured to connect from the upper position of the coupling slot 508a to the lower position of the coupling slot 503a. Further, in the middle of the microstrip line 502a, for example, phase shift circuits 502c of 22.5 °, 45 °, 90 ° and 180 ° are configured, and these are switched by the micromachine switch 502b and guided high frequency waves. The phase of is shifted to a desired value.

【0039】そして、この実施の形態2では、位相制御
層502において、高周波信号の伝送路となるマイクロ
ストリップ線路502a(図5(b)の黒く塗りつぶし
た部分)を、厚く形成することで、マイクロマシンスイ
ッチ502bが形成された領域上の分離層513下に空
間を設けるようにした。ここでは、そのマイクロストリ
ップ線路502aにより形成される空間の高さが、約
0.1mmとなるようにしている。
In the second embodiment, in the phase control layer 502, the microstrip line 502a (the black-painted portion in FIG. 5B), which serves as a transmission line for high-frequency signals, is formed thick, so that the micromachine is formed. A space is provided below the separation layer 513 on the area where the switch 502b is formed. Here, the height of the space formed by the microstrip line 502a is set to about 0.1 mm.

【0040】そのように配置された中で、位相制御層5
02には、各移相ユニットおよびこれら移相ユニットを
個別に制御するための配線X1〜Xm,Y1〜Ynが設
けられている。そして、給電部からの高周波信号は、分
配合成層510のストリップ線路に伝搬し、これが位相
制御層502の各移相ユニットに供給され、そこで所定
に給電移相量が与えられ、結合層503の結合スロット
503aを介して、放射素子層505の各放射素子に伝
搬し、それぞれの放射素子から所定のビーム方向に放射
される。
The phase control layer 5 having such an arrangement is shown.
02 is provided with respective phase shift units and wirings X1 to Xm and Y1 to Yn for individually controlling these phase shift units. Then, the high-frequency signal from the power feeding unit propagates to the strip line of the distribution / combining layer 510, and is supplied to each phase shift unit of the phase control layer 502, where a predetermined power feeding phase shift amount is given and the coupling layer 503 has a predetermined amount. It propagates to each radiating element of the radiating element layer 505 through the coupling slot 503a, and is emitted from each radiating element in a predetermined beam direction.

【0041】次に、この実施の形態2におけるフェーズ
ドアレイアンテナ(高周波装置)の製造方法に関して説
明する。まず、基板501上に位相制御層502を形成
する。ここでは、特にマイクロマシンスイッチ502b
の箇所を例にとり説明する。はじめに、図6(a)に示
すように、基板501上にマイクロストリップ線路50
2aとともに、図5に示したマイクロマシンスイッチ5
02bを構成する固定電極521を形成する。
Next, a method of manufacturing the phased array antenna (high frequency device) according to the second embodiment will be described. First, the phase control layer 502 is formed on the substrate 501. Here, in particular, the micromachine switch 502b
The following section will be used as an example. First, as shown in FIG. 6A, a microstrip line 50 is formed on a substrate 501.
2a together with the micromachine switch 5 shown in FIG.
The fixed electrode 521 forming 02b is formed.

【0042】次に、図6(b)に示すように、固定電極
521と対になるマイクロストリップ線路502a端部
上に、柱体522を形成する。次に、図6(c)に示す
ように、柱体522の上面が露出した状態で、他の領域
を覆うように例えばポリイミドからなる誘電体膜601
を形成する。次に、図6(d)に示すように、一端が柱
体522上面全域に接触し、他端が固定電極521上部
に延在するように、誘電体膜601の所定箇所に可動電
極523を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, a column body 522 is formed on the end of the microstrip line 502a which is paired with the fixed electrode 521. Next, as shown in FIG. 6C, with the upper surface of the columnar body 522 exposed, a dielectric film 601 made of, for example, polyimide so as to cover other regions.
To form. Next, as shown in FIG. 6D, the movable electrode 523 is provided at a predetermined position of the dielectric film 601 so that one end is in contact with the entire upper surface of the columnar body 522 and the other end is extended above the fixed electrode 521. Form.

【0043】次に、図6(e)に示すように、可動電極
523を含めた誘電体膜601上に、例えばポリイミド
からなる誘電体膜602を形成する。次に、誘電体膜6
02上に例えばシリコン酸化物からなる無機絶縁膜60
3を形成する。次に、図5(b)に示したマイクロスト
リップ線路502a(図5(b)の黒く塗りつぶした部
分)上を除く無機絶縁膜603上に、レジストパタン6
04を形成する。次に、そのレジストパタン604をマ
スクとし、選択的に無機絶縁膜603をエッチングし、
その後レジストパタン604を除去することで、図6
(h)に示すように、マイクロストリップ線路502a
上の領域が開放しているハードマスク603aを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 6E, a dielectric film 602 made of, for example, polyimide is formed on the dielectric film 601 including the movable electrode 523. Next, the dielectric film 6
02 on the inorganic insulating film 60 made of, for example, silicon oxide
3 is formed. Next, the resist pattern 6 is formed on the inorganic insulating film 603 except on the microstrip line 502a (the black portion in FIG. 5B) shown in FIG. 5B.
To form 04. Next, using the resist pattern 604 as a mask, the inorganic insulating film 603 is selectively etched,
Then, by removing the resist pattern 604, the pattern shown in FIG.
As shown in (h), the microstrip line 502a
A hard mask 603a whose upper region is open is formed.

【0044】次に、そのハードマスク603aをマスク
として下層の誘電体膜602および誘電体膜601を選
択的にエッチングすることで、図6(i)に示すよう
に、マイクロストリップ線路502a上の領域が開放し
ている状態に誘電体膜601,602を形成する。つい
で、図7(j)に示すように、えばめっき法により、
露出しているマイクロストリップ線路502a上のみ
に、銅などの金属からなる金属層を形成し、マイクロス
トリップ線路502aを厚くする。ついで、誘電体膜6
02および誘電体膜601をハードマスク603aとと
もに除去することで、図8(a)に示すように、固定電
極521,柱体522,可動電極523からなるマイク
ロマシンスイッチ502bが完成する。そして、そのマ
イク須磨心スイッチ502aの完成とともに、それら上
部に可動電極523の可動空間を備えるように、マイク
ロストリップ線路502aが厚く形成された状態が得ら
れる。
Next, by selectively etching the lower dielectric film 602 and the dielectric film 601 using the hard mask 603a as a mask, as shown in FIG. 6 (i), a region on the microstrip line 502a is formed. The dielectric films 601 and 602 are formed in a state where the film is open. Then, as shown in FIG. 7 (j), by way of example Ebamekki method,
A metal layer made of a metal such as copper is formed only on the exposed microstrip line 502a to thicken the microstrip line 502a. Then, the dielectric film 6
02 and the dielectric film 601 are removed together with the hard mask 603a to complete the micromachine switch 502b including the fixed electrode 521, the pillar 522, and the movable electrode 523 as shown in FIG. 8A. Then, with the completion of the microphone Sumashin switch 502a, a state in which the microstrip line 502a is formed thick so that the movable space of the movable electrode 523 is provided above them can be obtained.

【0045】一方、図8(b)に示すように、まず、誘
電体からなる分離層509上に銅膜を形成し、この銅膜
をパターン加工することで、分離層509上に結合スロ
ット508aを備えた結合層508を形成する。また、
誘電体からなる分離層511上に金などの導電性材料膜
を形成し、この膜をパターン加工することで、分離層5
11上に分配合成層510を形成する。また、分離層5
11裏面には接地層512を形成する。また、分離層5
09の裏面と分離層511の分配合成層510形成面と
を当接させてそれらを貼り合わせ、一体構造とする。そ
して、その一体構造体の結合層508表面と、基板50
1裏面とを、接着フィルム801を介して当接させ、所
定の圧力を印加した状態で加熱し、図8(c)に示すよ
うに、基板501裏面に結合層508表面が接着された
状態とする。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, first, a copper film is formed on the isolation layer 509 made of a dielectric material, and the copper film is patterned to form a coupling slot 508a on the isolation layer 509. To form a bonding layer 508. Also,
A conductive material film such as gold is formed on the separation layer 511 made of a dielectric material, and the film is patterned to form the separation layer 5
A distribution / synthesis layer 510 is formed on the surface 11. Also, the separation layer 5
A ground layer 512 is formed on the back surface of 11. Also, the separation layer 5
The back surface of 09 and the surface of the separation layer 511 on which the distribution / synthesis layer 510 is formed are brought into contact with each other and bonded to each other to form an integrated structure. Then, the surface of the bonding layer 508 of the integrated structure and the substrate 50
1 back surface is contacted via an adhesive film 801, and is heated in a state where a predetermined pressure is applied, and as shown in FIG. 8C, the bonding layer 508 front surface is bonded to the back surface of the substrate 501. To do.

【0046】次に、誘電体からなる分離層504裏面
に、例えばCuからなる導電膜を形成し、これをパター
ン加工することで、分離層504裏面に結合スロット5
03aを備えた結合層503を形成する。また、その分
離層504表面には、放射素子層505を形成する。ま
た、分離層506上に無給電素子層507を形成し、そ
れら分離層504と分離層506を貼り合わせて一体構
造とする。そして、それら一体構造体を分離層513上
に固定配置することで、図5(a)に示したように、位
相制御層502上に放射素子層505および無給電素子
層507が配置された多層構造が形成される。
Next, a conductive film made of, for example, Cu is formed on the back surface of the separation layer 504 made of a dielectric material, and is patterned to form a coupling slot 5 on the back surface of the separation layer 504.
The bonding layer 503 with 03a is formed. Further, a radiating element layer 505 is formed on the surface of the separation layer 504. Further, the parasitic element layer 507 is formed over the separation layer 506, and the separation layer 504 and the separation layer 506 are attached to form an integrated structure. Then, by fixing these integrated structures on the separation layer 513, as shown in FIG. 5A, a multi-layer structure in which the radiating element layer 505 and the parasitic element layer 507 are arranged on the phase control layer 502. The structure is formed.

【0047】以上説明した実施の形態1,2では、高周
波装置として多層構造を有するフェーズドアレイアンテ
ナを例示して、内層に可動部を有するスイッチを実装す
る場合についてその構造や製造方法を説明した。しか
し、本発明の高周波装置は、フェーズドアレイアンテナ
に限られるものではない。例えば、多層基板内層に多数
の高周波可動部品として高周波小型リレーを実装し、ダ
イバーシティ受信のように多数の高周波受信信号を選択
的に切り替えて受信する高周波受信回路にも適用でき
る。また、多層基板内層に高周波可動部品として実装さ
れた高周波小型リレーを切り替えて高周波増幅器の出力
オンまたはオフする高周波送信回路にも適用できる。
In the first and second embodiments described above, a phased array antenna having a multi-layered structure is exemplified as the high frequency device, and the structure and the manufacturing method of the case where the switch having the movable portion is mounted on the inner layer are described. However, the high frequency device of the present invention is not limited to the phased array antenna. For example, it can be applied to a high frequency receiving circuit in which a large number of high frequency small relays are mounted as many high frequency movable parts on the inner layer of the multi-layer substrate and a large number of high frequency receiving signals are selectively switched and received as in diversity reception. It can also be applied to a high-frequency transmission circuit that switches a high-frequency small relay mounted as a high-frequency movable component in an inner layer of a multi-layer substrate to turn on or off the output of a high-frequency amplifier.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、
えば、高周波回路が多層基板に実装された高周波装置に
おいて、多層基板の内層基板上に形成された高周波信号
を伝搬する導波路と、内層基板上に形成されて導波路と
接続して可動構造により高周波信号を処理する高周波可
動部品とを備え、導波路の高さは高周波可動部品の高さ
より高くされ、内層基板とその上の層との間に高周波可
動部品が実装されるようにした。このように構成したの
で、高く形成された導波路により分離層の上に空間が形
成され、この空間内で、スイッチなどの高周波可動部品
が動作する。この結果、この高周波装置によれば、フェ
ーズドアレイアンテナなど、高利得で高周波数帯に適用
する高周波装置でスイッチなどの高周波可動部品を用い
ることができるという優れた効果が得られる。
As described in the foregoing, in the present invention, examples
For example, in a high-frequency device in which a high-frequency circuit is mounted on a multi-layer substrate, a waveguide for propagating a high-frequency signal formed on the inner-layer substrate of the multi-layer substrate and a waveguide formed on the inner-layer substrate for connection with the movable structure are provided. It is equipped with a high-frequency moving part that processes high-frequency signals, and the height of the waveguide is the height of the high-frequency moving part.
It is higher and allows high frequencies between the inner layer substrate and the layers above it.
The moving parts are now mounted. With this structure, a space formed above the separation layer is formed by the high waveguide, and a high-frequency movable component such as a switch operates in this space. As a result, according to this high-frequency device , an excellent effect that a high-frequency movable component such as a switch can be used in a high-frequency device such as a phased array antenna having a high gain and applied to a high frequency band is obtained.

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の第1の実施の形態における高周波
装置としてのフェーズドアレイアンテナの一部構成を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a partial configuration of a phased array antenna as a high frequency device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 実施の形態1の高周波装置の構成を示す斜視
図および断面図である。
2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view showing the configuration of the high-frequency device according to the first embodiment.

【図3】 実施の形態1の高周波装置の製造過程を示す
工程図である。
FIG. 3 is a process diagram showing a manufacturing process of the high-frequency device according to the first embodiment.

【図4】 図3に続く製造過程を示す工程図である。FIG. 4 is a process drawing showing the manufacturing process following FIG.

【図5】 この発明の第2の実施の形態における高周波
装置としてのフェーズドアレイアンテナの一部構成を示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a partial configuration of a phased array antenna as a high frequency device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 実施の形態2の高周波装置の製造過程を示す
工程図である。
FIG. 6 is a process diagram showing a manufacturing process of the high-frequency device according to the second embodiment.

【図7】 図6に続く製造過程を示す工程図である。FIG. 7 is a process drawing showing the manufacturing process following FIG. 6;

【図8】 図7に続く製造過程を示す工程図である。FIG. 8 is a process drawing showing the manufacturing process following FIG. 7.

【図9】 従来よりあるフェーズドアレイアンテナの簡
単な構成を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a simple configuration of a conventional phased array antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…基板、102…位相制御層、102a…マイク
ロストリップ線路、102b…マイクロマシンスイッ
チ、103…結合層、103a…結合スロット、10
4,106,109,111…分離層、105…放射素
子層、107…無給電素子層、108…結合スロット、
110…分配合成層、112…接地層、113…分離層
(第1の分離層)、113a…開口領域、121…固定
電極、122…柱体、123…可動電極。
101 ... Substrate, 102 ... Phase control layer, 102a ... Microstrip line, 102b ... Micromachine switch, 103 ... Coupling layer, 103a ... Coupling slot, 10
4, 106, 109, 111 ... Separation layer, 105 ... Radiating element layer, 107 ... Parasitic element layer, 108 ... Coupling slot,
110 ... Distribution composite layer, 112 ... Ground layer, 113 ... Separation layer (first separation layer), 113a ... Opening region, 121 ... Fixed electrode, 122 ... Pillar, 123 ... Movable electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01Q 23/00 H01Q 23/00 (72)発明者 草光 秀樹 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 鈴木 健一郎 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−74717(JP,A) 特開 平6−223686(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/12 H01Q 3/00 - 3/46 H01H 36/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01Q 23/00 H01Q 23/00 (72) Inventor Hideki Kusamitsu 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (72) Inventor Kenichiro Suzuki 5-7 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo, NEC Corporation (56) References JP-A-11-74717 (JP, A) JP-A-6-223686 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01P 1/12 H01Q 3/00-3/46 H01H 36/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高周波回路が多層基板に実装された高周
波装置において、 前記多層基板の内層基板上に形成された高周波信号を伝
搬する導波路と、 前記内層基板上に形成されて前記導波路と接続して可動
構造により前記高周波信号を処理する高周波可動部品と
を備え、 前記導波路の高さは前記高周波可動部品の高さより高く
され、 前記内層基板とその上の層との間に前記高周波可動部品
が実装され たことを特徴とする高周波装置。
1. A high-frequency device in which a high-frequency circuit is mounted on a multi-layer substrate, wherein a waveguide for transmitting a high-frequency signal is formed on the inner-layer substrate of the multi-layer substrate, and the waveguide is formed on the inner-layer substrate. A high-frequency movable component that is connected and processes the high-frequency signal by a movable structure
And the height of the waveguide is higher than the height of the high-frequency movable component.
Is, the high-frequency moving parts between the layer above it and the inner layer board
A high-frequency device characterized by being implemented .
【請求項2】 誘電体からなる基板上に形成された高周
波信号を伝搬する複数の導波路と、 前記基板上に形成され、かつ、前記導波路の接続状態を
切り換えるスイッチと、 前記基板上に配置された誘電体材料からなる第1の分離
層と、 この第1の分離層上に形成されて前記導波路の所定の領
域上に高周波信号を結合する結合手段を備えた導電材料
からなる結合層と、 この結合層上に形成された誘電体材料からなる第2の分
離層と、 この第2の分離層上に形成されて前記導波路との間で前
記結合手段を介して高周波信号が結合される高周波部品
と、 前記スイッチの動作を制御する制御手段と を備え前記スイッチは、前記基板上に固定された固定電極と、
この固定電極より高い柱体と、この柱体に一端が固定さ
れて他端が前記固定電極上部にまで延在した可動可能な
可動電極とから構成され、 前記導波路の一部は前記可動電極の可動範囲上限より高
く形成され たことを特徴とする高周波装置。
2. A high circumference formed on a substrate made of a dielectric material.
A plurality of waveguides that propagate a wave signal and a connection state of the waveguides formed on the substrate.
A switch for switching and a first isolation made of a dielectric material disposed on the substrate
A layer and a predetermined region of the waveguide formed on the first separation layer.
Conductive material with coupling means for coupling high frequency signals on the field
And a second layer of dielectric material formed on the tie layer.
A separation layer and a front surface formed between the separation layer and the waveguide formed on the second separation layer.
High-frequency component in which high-frequency signals are coupled via the coupling means
When the control means and a said switch for controlling the operation of said switch, a fixed electrode fixed on the substrate,
The column higher than this fixed electrode and one end fixed to this column
The other end extends to the upper part of the fixed electrode and is movable.
A movable electrode, and a part of the waveguide is higher than a movable range upper limit of the movable electrode.
A high-frequency device characterized by being formed well .
【請求項3】 請求項1記載の高周波装置において、 前記導波路と前記スイッチとで移相器が構成され たこと
を特徴とする高周波装置。
3. The high frequency device according to claim 1, wherein the waveguide and the switch constitute a phase shifter .
【請求項4】 請求項2記載の高周波装置において、 前記導波路に所望の周波数の高周波を導入する分配器が
備えられた ことを特徴とする高周波装置。
4. The high-frequency device according to claim 2, wherein the distributor introduces a high-frequency wave of a desired frequency into the waveguide.
A high-frequency device characterized by being provided .
【請求項5】 誘電体からなる基板上に高周波信号を伝
搬する複数の導波路を形成する工程と、 前記基板上に固定電極とこの固定電極より高い柱体とを
形成する工程と、 前記基板上に前記柱体上部が露出した状態で前記固定電
極を覆うように第1の層を形成する工程と、 一端が前記柱体上部に固定されかつ他端が前記固定電極
上にまで延在した可動電極を前記第1の層上に形成する
工程と、 前記第1の層上に前記可動電極を覆うように第2の層を
形成する工程と、 前記第1および第2の層の前記導波路の所定領域上に開
口領域を形成する工程と、 前記開口領域内の前記導波路上に金属層を形成して前記
開口領域内の前記導波路を前記可動電極の可動範囲上限
より高く形成する工程と、 前記第1および第2の層を除去する工程と、 前記基板上に誘電体材料からなる第1の分離層を形成す
る工程と、 高周波信号を結合する結合手段を備えた導電材料からな
る結合層を、前記結合手段が前記導波路の所定の領域上
に配置されるように前記第1の分離層上に形成する工程
と、 誘電体材料からなる第2の分離層を前記結合層上に形成
する工程と、 前記導波路との間で前記結合手段を介して高周波信号が
結合される高周波部品をその第2の分離層上に形成する
工程と、 前記スイッチの動作を制御する制御手段を形成する工程
を備えたことを特徴する高周波装置の製造方法
5. A high frequency signal is transmitted on a substrate made of a dielectric material.
A step of forming a plurality of waveguides to be carried, a fixed electrode on the substrate, and a column higher than the fixed electrode.
The step of forming and the fixed electrode with the upper part of the pillar exposed on the substrate.
Forming a first layer to cover the poles, one end fixed to the top of the pillar and the other end fixed electrode
Forming a movable electrode extending up to above on the first layer
And a second layer on the first layer so as to cover the movable electrode.
Forming step and opening on the predetermined region of the waveguide of the first and second layers.
Forming a mouth region, forming a metal layer on the waveguide in the opening region, and
The waveguide within the opening region is set to the upper limit of the movable range of the movable electrode.
Forming higher, removing the first and second layers, and forming a first isolation layer of dielectric material on the substrate
And a conductive material provided with a coupling means for coupling high frequency signals.
The coupling layer on the predetermined region of the waveguide.
Forming on the first separation layer so as to be arranged in
And forming a second separation layer made of a dielectric material on the coupling layer.
And a high-frequency signal is transmitted between the waveguide and the waveguide through the coupling means.
Forming high frequency components to be bonded on the second isolation layer
And forming a control means for controlling the operation of the switch
And a method of manufacturing a high-frequency device , comprising:
【請求項6】 請求項記載の高周波装置の製造方法
おいて、 前記導波路と前記スイッチとで移相器を構成すること
特徴とする高周波装置の製造方法
6. The method of claim 5 <br/> Oite to the manufacturing method of the high-frequency device according method of manufacturing a high-frequency device characterized by constituting the phase shifter between the waveguide and the switch.
【請求項7】 請求項記載の高周波装置の製造方法
おいて、 前記導波路に所望の周波数の高周波を導入する分配器を
備えことを特徴とする高周波装置の製造方法
7. A billing manufacturing method <br/> Oite high-frequency device of claim 5, wherein the high frequency, characterized in that the distributor Ru equipped <br/> introducing a high frequency of desired frequency to the waveguide Device manufacturing method .
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4574635B2 (en) * 2007-03-13 2010-11-04 日立マクセル株式会社 Antenna and manufacturing method thereof
JP4977902B2 (en) * 2007-10-10 2012-07-18 国立大学法人電気通信大学 Antenna control circuit board structure and antenna device
JP5417622B2 (en) * 2009-08-19 2014-02-19 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 Analog / digital stacked variable phase shifter
CN110895379A (en) * 2019-11-22 2020-03-20 江苏盐西世纪教育产业项目开发有限公司 Multi-camera multi-projector structured light experimental device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03125510U (en) * 1990-03-30 1991-12-18
EP0602538B1 (en) * 1992-12-15 1997-06-04 Asulab S.A. Reed switch and manufacturing process for suspended three-dimensional metallic microstructures
EP0887879A1 (en) * 1997-06-23 1998-12-30 Nec Corporation Phased-array antenna apparatus
JPH11168319A (en) * 1997-12-02 1999-06-22 Nec Corp Waveguide phased array antenna device

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