特許 7168811 アレイアンテナモジュール及びアレイアンテナ評価装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】アレイアンテナモジュール及びアレイアンテナ評価装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/06 20060101AFI20221101BHJP

   G01R 29/10 20060101ALI20221101BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/06

G01R29/10 A

H05K13/04 M

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022094263

(22)【出願日】2022-06-10

【審査請求日】2022-07-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】藤乘 優治郎

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１８６２２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２４３４１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ２１／０６

Ｇ０１Ｒ ２９／１０

Ｈ０５Ｋ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ基板と、
前記アンテナ基板にアレイ状に形成された複数のアンテナ素子と、を備え、
前記アンテナ基板の外縁部には、前記複数のアンテナ素子の中心位置を指し示す複数のマークが形成されている、
アレイアンテナモジュール。

【請求項2】

前記アンテナ基板の外縁は、平面視で四角形状を有し、
前記複数のマークは、前記アンテナ基板の外縁の４つの辺に対応して４つ形成され、
前記アンテナ基板の外縁の２組の対辺に位置するマーク同士を結んだ２本の線が、前記複数のアンテナ素子の中心位置で交差する、
請求項１に記載のアレイアンテナモジュール。

【請求項3】

前記２本の線がそれぞれ前記複数のアンテナ素子が並ぶ行方向及び列方向に延びる、
請求項２に記載のアレイアンテナモジュール。

【請求項4】

前記アンテナ基板は、導体層と誘電体層の積層構造を有し、
前記マークは、前記誘電体層に形成された前記導体層であり、外部に露出している、
請求項１に記載のアレイアンテナモジュール。

【請求項5】

前記アンテナ基板が取り付けられたベース基板を備え、
前記ベース基板には、前記複数のマークに連続する複数の連続マークが形成されている、
請求項１に記載のアレイアンテナモジュール。

【請求項6】

複数の前記アンテナ基板が互いに隣接した状態で取り付けられたベース基板を備え、
前記ベース基板には、複数の前記アンテナ基板全体の中心位置を指し示す複数のベースマークが形成されている、
請求項１に記載のアレイアンテナモジュール。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載のアレイアンテナモジュールと、
前記アレイアンテナモジュールに対向して配置される基準アンテナを備える、
アレイアンテナ評価装置。

【請求項8】

前記複数のアンテナ素子が形成された前記アンテナ基板の表面を、前記基準アンテナに対して相対的に傾ける傾動装置を備える、
請求項７に記載のアレイアンテナ評価装置。

【請求項9】

前記複数のアンテナ素子の中心位置にレーザーを照射するレーザー照射装置を備える、請求項７に記載のアレイアンテナ評価装置。

【請求項10】

前記レーザーの幅は、前記マークの幅と等しい、
請求項９に記載のアレイアンテナ評価装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アレイアンテナモジュール及びアレイアンテナ評価装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

アレイアンテナモジュールとして、下記特許文献１には、４×４個の放射素子（アンテナ素子）を備えた多層構造のモジュール（アンテナ基板）を、基板（ベース基板）となる分配層の同一平面上に３×３個配置することで、１２×１２個の放射素子を備えたフェーズドアレイアンテナを構成するものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－７６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、アレイアンテナの性能を評価する場合、ホーンアンテナ等の基準アンテナ（受信アンテナ）に対して、アレイアンテナを傾けてビームパターンを測定することがある。このような場合、基準アンテナの中心位置に対してアレイアンテナとの中心位置がずれていると、正確なビームパターンが得られないおそれがある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものでありアレイアンテナの中心位置の特定を容易にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係るアレイアンテナモジュールは、アンテナ基板と、前記アンテナ基板にアレイ状に形成された複数のアンテナ素子と、を備え、前記アンテナ基板の外縁部には、前記複数のアンテナ素子の中心位置を指し示す複数のマークが形成されている。
この構成によれば、アンテナ基板の外縁部に形成された複数のマークから、複数のアンテナ素子の中心位置を特定できる。これにより、アレイアンテナモジュールのビームパターンを正確に測定することができる。

【0007】

本発明の第２の態様は、第１の態様のアレイアンテナモジュールにおいて、前記アンテナ基板の外縁は、平面視で四角形状を有し、前記複数のマークは、前記アンテナ基板の外縁の４つの辺に対応して４つ形成され、前記アンテナ基板の外縁の２組の対辺に位置するマーク同士を結んだ２本の線が、前記複数のアンテナ素子の中心位置で交差してもよい。

【0008】

本発明の第３の態様は、第２の態様のアレイアンテナモジュールにおいて、前記２本の線がそれぞれ前記複数のアンテナ素子が並ぶ行方向及び列方向に延びてもよい。

【0009】

本発明の第４の態様は、第１から第３いずれか１つの態様のアレイアンテナモジュールにおいて、前記アンテナ基板は、導体層と誘電体層の積層構造を有し、前記マークは、前記誘電体層に形成された前記導体層であり、外部に露出していてもよい。

【0010】

本発明の第５の態様は、第１から第４の態様のいずれか一つのアレイアンテナモジュールにおいて、前記アンテナ基板が取り付けられたベース基板を備え、前記ベース基板には、前記複数のマークに連続する複数の連続マークが形成されていてもよい。

【0011】

本発明の第６の態様は、第１から第５の態様のいずれか一つのアレイアンテナモジュールにおいて、複数の前記アンテナ基板が互いに隣接した状態で取り付けられたベース基板を備え、前記ベース基板には、複数の前記アンテナ基板全体の中心位置を指し示す複数のベースマークが形成されていてもよい。

【0012】

本発明の第７の態様に係るアレイアンテナ評価装置は、第１から第６の態様のいずれか一つのアレイアンテナモジュールと、前記アレイアンテナモジュールに対向して配置される基準アンテナを備える。
この構成によれば、基準アンテナにアレイアンテナモジュールの中心位置を合わせる作業時間が短縮され、評価プロセスの効率を向上できる。

【0013】

本発明の第８の態様は、第７の態様のアレイアンテナ評価装置において、前記複数のアンテナ素子が形成された前記アンテナ基板の表面を、前記基準アンテナに対して相対的に傾ける傾動装置を備えてもよい。

【0014】

本発明の第９の態様は、第７または第８の態様のアレイアンテナ評価装置において、前記複数のアンテナ素子の中心位置にレーザーを照射するレーザー照射装置を備えてもよい。

【0015】

本発明の第１０の態様は、第９の態様のアレイアンテナ評価装置において、前記レーザーの幅は、前記マークの幅と等しくてもよい。

【発明の効果】

【0016】

上記本発明の一態様によれば、アレイアンテナモジュールの中心位置の特定を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態にかかるアンテナモジュールの平面図である。

【図2】第１実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置の構成図である。

【図3】第１実施形態にかかるベース基板を含むアレイアンテナモジュールの平面図である。

【図4】第１実施形態にかかる取付基板の平面図である。

【図5】第１実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置の機能ブロック図である。

【図6】比較例にかかるアレイアンテナモジュールのビームパターン（Ｅ面）を示すグラフである。

【図7】第１実施形態にかかるアレイアンテナモジュールのビームパターン（Ｅ面）を示すグラフである。

【図8】第２実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置の構成図である。

【図9】第３実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置の構成図である。

【図10】第３実施形態にかかるベース基板を含むアレイアンテナモジュールの平面図である。

【図11】第３実施形態にかかるアレイアンテナモジュールのビームパターン（Ｈ面）を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。

【0019】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかるアレイアンテナモジュール１の平面図である。図２は、第１実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置１００の構成図である。
図２に示すように、アレイアンテナ評価装置１００は、評価対象のアレイアンテナモジュール１と、アレイアンテナモジュール１に対向して配置された基準アンテナ１０１と、アレイアンテナモジュール１を基準アンテナ１０１に対して位置合わせする際に、アレイアンテナモジュール１の中心位置ＣにレーザーＬを照射するレーザー照射装置１０２と、を備えている。

【0020】

アレイアンテナモジュール１は、アンテナ基板１０と、アンテナ基板１０が取り付けられたベース基板２０（本実施形態では評価基板）と、を備えている。以下では、アンテナ基板１０の主面の法線方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交しかつ互いに直交する２軸方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向という。図２では、Ｚ軸方向が鉛直方向を向いており、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向が水平方向を向いている。

【0021】

図１に示すように、アンテナ基板１０には、Ｚ軸方向を向く表面１０Ａ（主面）に沿ってアレイ状に複数のアンテナ素子１３が形成されている。本実施形態では、複数のアンテナ素子１３が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に並ぶ４×４の正方格子状に１６個配列されている。図１においては、Ｙ軸方向が複数のアンテナ素子１３が並ぶ行方向であり、Ｘ軸方向が複数のアンテナ素子１３が並ぶ列方向である。

【0022】

なお、アンテナ素子１３の個数、配列は一例であってこの構成に限定されない。また、アンテナ素子１３は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ延びる辺を有する方形状に形成されているが、この形状も一例であってこの構成に限定されない。さらに、それぞれのアンテナ素子１３に図示しない寄生素子を形成してもよい。これにより、比帯域を増加させることができる。

【0023】

アンテナ基板１０は、導体層と誘電体層とがＺ軸方向に複数積層された積層構造を有する。アンテナ基板１０の表面１０Ａは、レジスト層１１によって形成されている。複数のアンテナ素子１３は、レジスト層１１を使用したエッチング等で誘電体層上にパターン形成された導体層である。なお、アンテナ基板１０の表面１０Ａは、さらに透明な樹脂層等で覆われていてもよく、この場合、複数のアンテナ素子１３は、外部に露出しなくてもよい。

【0024】

複数のアンテナ素子１３は、例えば、複数の導体層の１つである、図示しない給電層からの電磁結合によって給電される。ただし、電磁結合による給電に限定されない。ビア等により物理的に接続して給電してもよい。アレイアンテナモジュール１は、フェーズドアレイアンテナであってもよく、複数のアンテナ素子１３に、任意の位相差を与えて給電することで、ビーム方向を可変とすることができる。

【0025】

図１に示すように、アンテナ基板１０は、Ｚ軸方向から視た平面視で、四角形状を呈している。アンテナ基板１０の外縁１２は、第１辺１２ａと、第２辺１２ｂと、第３辺１２ｃと、第４辺１２ｄと、を有する。第１辺１２ａと第３辺１２ｃは、Ｙ軸方向に対向する対辺である。第２辺１２ｂと第４辺１２ｄは、Ｘ軸方向に対向する対辺である。

【0026】

アンテナ基板１０の外縁部には、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃを指し示す複数のマーク１４が形成されている。ここで、アンテナ基板１０の外縁部とは、外縁１２及びその周辺部を含む領域を言う。また、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃとは、Ｘ軸方向の両端に位置するアンテナ素子１３の中間位置、且つ、Ｙ軸方向の両端に位置するアンテナ素子１３の中間位置を言う。また、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃとは、複数のアンテナ素子１３の形成領域の中心位置（中心座標）とも言う。

【0027】

複数のマーク１４は、第１辺１２ａに形成された第１マーク１４ａと、第２辺１２ｂに形成された第２マーク１４ｂと、第３辺１２ｃに形成された第３マーク１４ｃと、第４辺１２ｄに形成された第４マーク１４ｄと、を有する。このように、複数のマーク１４は、アンテナ基板１０の外縁１２の４つの辺に対応して４つ形成されている。

【0028】

アンテナ基板１０の外縁１２の２組の対辺（第１辺１２ａと第３辺１２ｃ、及び、第２辺１２ｂと第４辺１２ｄとの２組）に位置するマーク１４同士（第１マーク１４ａと第３マーク１４ｃ、及び、第２マーク１４ｂと第４マーク１４ｄとの２組）を結んだ２本の線は、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃで交差している。
また、第１マーク１４ａと第３マーク１４ｃとを結んだ線はＹ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ行方向）であり、第２マーク１４ｂと第４マーク１４ｄとを結んだ線はＸ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ列方向）である。

【0029】

図２に示すレーザー照射装置１０２は、アンテナ基板１０に向かって十字に交差したレーザーＬを照射する。このレーザーＬに対して、アンテナ基板１０の４つのマーク１４を合わせることで、アンテナ基板１０の中心位置Ｃを特定し、アンテナ基板１０（アレイアンテナモジュール１）の基準アンテナ１０１に対する位置決めをすることができる。また、複数のアンテナ素子１３の行方向と列方向を、Ｙ軸方向とＸ軸方向に一致させることができるため、フェーズドアレイアンテナのビーム方向の測定に好適である。

【0030】

マーク１４は、レジスト層１１の開口パターンによって形成され、外部に露出した導体層（例えば銅層）である。レーザーＬの幅Ｗ２は、マーク１４の幅Ｗ１と等しいとよい。これにより、レーザーＬとマーク１４を合わせやすくなる。また、マーク１４の開口中心位置は、アンテナ基板１０の中心位置Ｃから、±０．５ｍｍ以下になるように形成するとよい。具体的には、第１マーク１４ａ及び第３マーク１４ｃの開口中心位置は、アンテナ基板１０の中心位置Ｃから、Ｘ方向において±０．５ｍｍ以下になるように形成するとよい。また、第２マーク１４ｂ及び第４マーク１４ｄの開口中心位置は、アンテナ基板１０の中心位置Ｃから、Ｙ方向において±０．５ｍｍ以下になるように形成するとよい。

【0031】

また、マーク１４の幅Ｗ１は、２ｍｍ以下且つ１ｍｍ以上であるとよい。マーク１４の幅Ｗ１が１ｍｍより小さいと視認し難くなる。また、マーク１４の幅Ｗ１が２ｍｍより大きいと、レーザーＬの幅Ｗ２に対してマーク１４の幅Ｗ１が過度に大きくなり、基準アンテナ１０１の中心とアンテナ基板１０の中心位置Ｃの位置合わせ精度が低下する。また、マーク１４の長さＤは、１ｍｍ以上であるとよい。これにより、マーク１４を視認し易くなる。また、マーク１４の長さＤは、マーク１４の幅Ｗ１より大きいとよい。

【0032】

図３は、第１実施形態にかかるベース基板２０を含むアレイアンテナモジュール１の平面図である。
図３に示すように、ベース基板２０の表面２０Ａには、アンテナ基板１０が取り付けられている。このようにベース基板２０の中心位置とアンテナ基板１０の中心位置Ｃは、一致していなくてもよいし、一致していてもよい。

【0033】

ベース基板２０は、Ｚ軸方向から視た平面視で、四角形状を呈している。ベース基板２０の外縁２２は、第１辺２２ａと、第２辺２２ｂと、第３辺２２ｃと、第４辺２２ｄと、を有する。第１辺２２ａと第３辺２２ｃは、Ｙ軸方向に対向する対辺である。第２辺２２ｂと第４辺２２ｄは、Ｘ軸方向に対向する対辺である。ベース基板２０の４つの角部には、図２に示す傾動装置１３０への取付孔２３が形成されている。

【0034】

ベース基板２０の外縁２２には、アンテナ基板１０の複数のマーク１４に連続する複数の連続マーク２４が形成されている。連続マーク２４は、マーク１４からベース基板２０の外縁２２まで直線状に延在している。

【0035】

複数の連続マーク２４は、第１マーク１４ａから第１辺２２ａまで延在する第１マーク２４ａと、第２マーク１４ｂから第２辺２２ｂまで延在する第２マーク２４ｂと、第３マーク１４ｃから第３辺２２ｃまで延在する第３マーク２４ｃと、第４マーク１４ｄから第４辺２２ｄまで延在する第４マーク２４ｄと、を有する。このように、複数の連続マーク２４は、ベース基板２０の外縁２２の４つの辺に対応して４つ形成されている。

【0036】

ベース基板２０の外縁２２の２組の対辺（第１辺２２ａと第３辺２２ｃ、及び、第２辺２２ｂと第４辺２２ｄとの２組）に位置する連続マーク２４同士（第１マーク２４ａと第３マーク２４ｃ、及び、第２マーク２４ｂと第４マーク２４ｄとの２組）を結んだ２本の線は、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃで交差している。
また、第１マーク２４ａ及び第３マーク２４ｃはＹ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ行方向）であり、第２マーク２４ｂ及び第４マーク２４ｄはＸ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ列方向）である。

【0037】

連続マーク２４は、ベース基板２０の表面２０Ａにシルク印刷により形成されたシルク線である。なお、連続マーク２４は、シルク線に限定されるものではなく、アンテナ基板１０のマーク１４と同様に、開口パターンやその他の印であってもよい。ちなみに、アンテナ基板１０のマーク１４も、シルク線やその他の印であってもよい。連続マーク２４の幅Ｗ３も、レーザーＬの幅Ｗ２（図１参照）と等しいとよい。

【0038】

図２に戻り、アレイアンテナ評価装置１００は、基準アンテナ１０１及びレーザー照射装置１０２を支持する支持装置１２０と、アレイアンテナモジュール１を支持する傾動装置１３０と、アレイアンテナモジュール１のビームパターンを測定する測定装置１４０（後述する図５参照）と、を備えている。

【0039】

支持装置１２０は、複数の支柱部１２１と、複数の支柱部１２１に支持された天板部１２２と、複数の支柱部１２１に沿ってＺ軸方向に移動可能な可動板部１２３と、を備えている。レーザー照射装置１０２は、天板部１２２に下向きに取り付けられている。基準アンテナ１０１は、例えば、ホーンアンテナ等であって、可動板部１２３に下向きに取り付けられている。

【0040】

可動板部１２３の中心位置には、開口部１２３ａが形成されている。開口部１２３ａは、レーザー照射装置１０２とＺ軸方向で対向する位置に形成されている。基準アンテナ１０１は、取付基板１１０を介して、可動板部１２３の開口部１２３ａを塞ぐように取り付けられている。

【0041】

可動板部１２３には、支柱部１２１をレールとしてスライドするガイド機構１２４が設けられている。ガイド機構１２４は、任意の高さで可動板部１２３を固定する図示しないロック機構を備えている。アレイアンテナモジュール１から基準アンテナ１０１までの距離は、例えば、０．３ｍ～１０ｍの距離で変更できるとよい。

【0042】

傾動装置１３０は、レーザー照射装置１０２と、可動板部１２３の開口部１２３ａを介してＺ軸方向で対向している。傾動装置１３０は、水平方向（例えばＸ軸方向）に延びる回転軸Ｏ回りに回転可能なアーム装置であり、アレイアンテナモジュール１を支持している。アレイアンテナモジュール１の法線方向がＺ軸方向と平行となるとき、すなわちアレイアンテナモジュール１が基準アンテナ１０１と正対したとき、傾動角度が０ｄｅｇ．となり、アレイアンテナモジュール１は水平となる。

【0043】

上記構成のアレイアンテナ評価装置１００に、アレイアンテナモジュール１をセットする場合、以下の手順を踏む。先ず、取付基板１１０を含む基準アンテナ１０１を可動板部１２３から取り外す。次に、レーザー照射装置１０２から、可動板部１２３の開口部１２３ａを介して、傾動装置１３０に向かって十字のレーザーＬを照射する。

【0044】

次に、傾動装置１３０上でアレイアンテナモジュール１を移動させ、アンテナ基板１０の４つのマーク１４（及びベース基板２０の４つの連続マーク２４）を十字のレーザーＬに合わせる。そして、その状態で、アレイアンテナモジュール１を傾動装置１３０に固定する。最後に、可動板部１２３の開口部１２３ａを塞ぐように、取付基板１１０を含む基準アンテナ１０１を取り付ける。以上により、アレイアンテナモジュール１の中心位置Ｃと基準アンテナ１０１の中心位置を合わせることができる。

【0045】

なお、後述する図４に示すように、基準アンテナ１０１の取付基板１１０の裏面１１０Ｂに、基準アンテナ側マーク１１４を形成することで、アレイアンテナモジュール１と基準アンテナ１０１の位置決め精度をより高めることができる。

【0046】

図４は、第１実施形態にかかる取付基板１１０の平面図である。
図４に示すように、取付基板１１０には、基準アンテナ１０１を取り付ける第１の取付孔１１５が形成されている。取付基板１１０の中心位置と基準アンテナ１０１の中心位置は、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。

【0047】

取付基板１１０は、Ｚ軸方向から視た平面視で、四角形状を呈している。取付基板１１０の外縁１１２は、第１辺１１２ａと、第２辺１１２ｂと、第３辺１１２ｃと、第４辺１１２ｄと、を有する。第１辺１１２ａと第３辺１１２ｃは、Ｙ軸方向に対向する対辺である。第２辺１１２ｂと第４辺１１２ｄは、Ｘ軸方向に対向する対辺である。取付基板１１０の４つの角部には、図２に示す可動板部１２３への第２の取付孔１１３が形成されている。

【0048】

取付基板１１０の裏面１１０Ｂには、複数の基準アンテナ側マーク１１４が形成されている。基準アンテナ側マーク１１４は、基準アンテナ１０１の中心位置Ｃで十字に交差し、且つ、取付基板１１０の外縁１１２まで直線状に延在している。

【0049】

複数の基準アンテナ側マーク１１４は、中心位置Ｃから第１辺１１２ａまで延在する第１マーク１１４ａと、中心位置Ｃから第２辺１１２ｂまで延在する第２マーク１１４ｂと、中心位置Ｃから第３辺１１２ｃまで延在する第３マーク１１４ｃと、中心位置Ｃから第４辺１１２ｄまで延在する第４マーク１１４ｄと、を有する。このように、複数の基準アンテナ側マーク１１４は、取付基板１１０の外縁１１２の４つの辺に対応して４つ形成されている。
また、第１マーク１１４ａ及び第３マーク１１４ｃはＹ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ行方向）であり、第２マーク１１４ｂ及び第４マーク１１４ｄはＸ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ列方向）である。

【0050】

基準アンテナ側マーク１１４は、例えば、取付基板１１０の裏面１１０Ｂにシルク印刷により形成されたシルク線である。なお、基準アンテナ側マーク１１４も、シルク線に限定されるものではない。基準アンテナ側マーク１１４の幅Ｗ４は、レーザーＬの幅Ｗ２（図１参照）と等しいとよい。これにより、取付基板１１０を含む基準アンテナ１０１の位置決め精度を高めることができる。

【0051】

図５は、第１実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置１００の機能ブロック図である。
図５に示すように、アレイアンテナ評価装置１００は、アレイアンテナモジュール１のビームパターンを測定する測定装置１４０を備えている。測定装置１４０は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）等の演算装置１４１と、モータ制御装置１４２と、電源装置１４３と、信号生成部１４４と、信号受信部１４５と、を備えている。

【0052】

モータ制御装置１４２は、演算装置１４１からのコマンド指令に基づき、上述した傾動装置１３０の動作を制御する。これにより、アレイアンテナモジュール１を基準アンテナ１０１に対して回転軸Ｏ回りに傾動させることができる。電源装置１４３は、アレイアンテナモジュール１に電力を供給する。

【0053】

信号生成部１４４及び信号受信部１４５は、ハブ１４６を介して演算装置１４１と接続されている。信号生成部１４４は、演算装置１４１からのコマンド指令に基づき、例えば、数十ＧＨｚのＬＯ信号を発生する信号発生器１５１を備えている。信号発生器１５１は、コネクタ１５２を介してアレイアンテナモジュール１に接続されている。

【0054】

また、信号生成部１４４は、演算装置１４１からのコマンド指令に基づき、例えば、数ＧＨｚのＩＦ信号を発生するベクトル信号発生器１５３を備えている。ベクトル信号発生器１５３は、コネクタ１５４を介してアレイアンテナモジュール１に接続されている。アレイアンテナモジュール１は、ＬＯ信号、ＩＦ信号をミキサで混合してＲＦ信号を生成し、電波を放射させる。

【0055】

信号受信部１４５は、基準アンテナ１０１が受信した電波の信号を、適切な信号レベル（例えば数十ｄＢ）に減衰させる減衰器を備えている。信号受信部１４５は、スペクトラムアナライザ１６２を介してハブ１４６に接続されている。スペクトラムアナライザ１６２は、信号受信部１４５を通過した信号の周波数及び電力または電圧を、ハブ１４６を介して演算装置１４１に出力する。
なお、図５に示す構成とは逆に、基準アンテナ１０１側から評価用の電波を放射し、アレイアンテナモジュール１側で受けた信号を演算装置１４１で評価しても構わない。

【0056】

図６は、比較例にかかるアレイアンテナモジュール１のビームパターン（Ｅ面）を示すグラフである。図７は、第１実施形態にかかるアレイアンテナモジュール１のビームパターン（Ｅ面）を示すグラフである。図６及び図７において、横軸はアレイアンテナモジュール１の傾動角度（ｄｅｇ．）、縦軸は送信電力（ｄＢｍ）である。なお、図６及び図７では、ＸＺ面である電気面（Ｅ面）で比較しているが、ＹＺ面である磁気面（Ｈ面）で比較してもよい。

【0057】

図６に示す比較例では、基準アンテナ１０１とアレイアンテナモジュール１の中心位置Ｃが一致していない場合（中心位置ＣがＹ軸方向に５ｍｍずれている場合）を示す。この場合、傾動角度が５０ｄｅｇ．と－５０ｄｅｇ．におけるビームパターンに対称性が無く、ピーク差ｄ１が大きいことが分かる。一方、図７に示すように、基準アンテナ１０１とアレイアンテナモジュール１の中心位置Ｃが一致している場合、傾動角度が５０ｄｅｇ．と－５０ｄｅｇ．におけるビームパターンに対称性があり、ピーク差ｄ２が小さいことが分かる。

【0058】

以上説明したように、本実施形態に係るアレイアンテナモジュール１は、アンテナ基板１０と、アンテナ基板１０の表面１０Ａにアレイ状に形成された複数のアンテナ素子１３と、を備え、アンテナ基板１０の外縁部には、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃを指し示す複数のマーク１４が形成されている。この構成によれば、アンテナ基板１０の外縁部に形成された複数のマーク１４から、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃを特定できる。これにより、アレイアンテナモジュール１のビームパターンを正確に測定することができる。

【0059】

また、本実施形態のアレイアンテナモジュール１において、アンテナ基板１０の外縁１２は、平面視で四角形状を有し、複数のマーク１４は、アンテナ基板１０の外縁１２の４つの辺に対応して４つ形成され、アンテナ基板１０の外縁１２の２組の対辺に位置するマーク１４同士を結んだ２本の線が、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃで交差している。この構成によれば、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃを特定し易くなる。
また、２本の線がそれぞれ複数のアンテナ素子１３が並ぶ行方向（Ｙ軸方向）及び列方向（Ｘ軸方向）に延びている。これにより、複数のアンテナ素子１３の行方向と列方向を、Ｙ軸方向とＸ軸方向に一致させることができるため、フェーズドアレイアンテナのビーム方向の測定に好適である。

【0060】

また、本実施形態のアレイアンテナモジュール１において、アンテナ基板１０は、導体層と誘電体層の積層構造を有し、マーク１４は、誘電体層に形成された導体層であり、外部に露出している。この構成によれば、アンテナ基板１０の製造過程で、簡単にマーク１４を形成することができる。

【0061】

また、本実施形態のアレイアンテナモジュール１において、アンテナ基板１０が取り付けられたベース基板２０を備え、ベース基板２０には、複数のマーク１４に連続する複数の連続マーク２４が形成されている。この構成によれば、マーク１４が延長されて視認し易くなるため、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃをより特定し易くなる。

【0062】

また、本実施形態のアレイアンテナ評価装置１００は、上述したアレイアンテナモジュール１と、アレイアンテナモジュール１に対向して配置される基準アンテナ１０１を備える。この構成によれば、基準アンテナ１０１にアレイアンテナモジュール１の中心位置Ｃを合わせる作業時間が短縮され、評価プロセスの効率を向上できる。

【0063】

また、本実施形態のアレイアンテナ評価装置１００において、複数のアンテナ素子１３が形成されたアンテナ基板１０の表面１０Ａを、基準アンテナ１０１に対して相対的に傾ける傾動装置１３０を備える。この構成によれば、アレイアンテナモジュール１の傾動によるビームパターンの変化を測定できる。

【0064】

また、本実施形態のアレイアンテナ評価装置１００において、複数のアンテナ素子１３の中心位置ＣにレーザーＬを照射するレーザー照射装置１０２を備える。この構成によれば、アレイアンテナ評価装置１００に据え付けられたレーザー照射装置１０２によって、アレイアンテナモジュール１のセットが容易になる。

【0065】

また、本実施形態のアレイアンテナ評価装置１００において、レーザーＬの幅Ｗ２は、マーク１４の幅Ｗ１と等しい。この構成によれば、レーザーＬとマーク１４を合わせやすくなる。

【0066】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0067】

図８は、第２実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置１００Ａの構成図である。
図８に示すように、第２実施形態では、アレイアンテナモジュール１が固定で、基準アンテナ１０１が移動する点で、上記実施形態と異なる。
アレイアンテナ評価装置１００Ａは、基準アンテナ１０１を支持する傾動装置１２０Ａと、アレイアンテナモジュール１を支持する支持装置１３０Ａと、を備えている。

【0068】

傾動装置１２０Ａは、一対の側壁部１２１Ａと、一対の側壁部１２１Ａの間に架設されたレール１２２Ａと、レール１２２Ａに沿って移動する可動ブロック１２３Ａと、を備えている。一対の側壁部１２１Ａは、支持装置１３０Ａを挟んで水平方向に対向して配置されている。

【0069】

レール１２２Ａは、一対の側壁部１２１Ａの間に架設され、アレイアンテナモジュール１を通る回転軸Ｏ回りに、上方に凸状に湾曲している。可動ブロック１２３Ａは、レール１２２Ａの任意の位置で固定できる図示しないロック機構を備えている。可動ブロック１２３Ａには、下向きに取付基板１１０を含む基準アンテナ１０１が取り付けられている。

【0070】

支持装置１３０Ａは、その天板部にアレイアンテナモジュール１を固定している。支持装置１３０Ａの内部には、レーザー照射装置１０２が上向きに配置されている。
上記構成のアレイアンテナ評価装置１００Ａにおいて、支持装置１３０Ａの天板部には図示しない開口部が形成され、アレイアンテナモジュール１の裏面（ベース基板２０の裏面）に、図４示す基準アンテナ側マーク１１４と同じようなマークを形成することで、アレイアンテナモジュール１の中心位置Ｃを容易に特定することができる。なお、可動ブロック１２３Ａ側にレーザー照射装置１０２を取り付けて、第１実施形態と同じようにアレイアンテナモジュール１の中心位置Ｃを特定しても構わない。

【0071】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0072】

図９は、第３実施形態にかかるアレイアンテナ評価装置１００Ｂの構成図である。
図９に示すように、第３実施形態では、アレイアンテナモジュール１Ａと基準アンテナ１０１が水平方向で対向している点で、上記実施形態と異なる。
アレイアンテナ評価装置１００Ｂは、基準アンテナ１０１を支持する支持装置１２０Ｂと、アレイアンテナモジュール１Ａを支持する支持装置１３０Ｂと、を備えている。

【0073】

支持装置１２０Ｂは、三脚１２１Ｂと、三脚１２１Ｂに支持された取付板１２２Ｂと、を備えている。取付板１２２Ｂには、アレイアンテナモジュール１Ａと対向する向きに取付基板１１０を含む基準アンテナ１０１が取り付けられている。

【0074】

支持装置１３０Ｂは、三脚１３１Ｂと、三脚１３１Ｂに支持された取付板１３２Ｂと、を備えている。取付板１３２Ｂには、基準アンテナ１０１と対向する向きにアレイアンテナモジュール１Ａが取り付けられている。

【0075】

図１０は、第３実施形態にかかるベース基板２０を含むアレイアンテナモジュール１Ａの平面図である。
図１０に示すように、ベース基板２０の表面２０Ａには、複数のアンテナ基板１０が互いに隣接した状態で取り付けられている。図１０に示す例では、４×４個のアンテナ素子を備えたアンテナ基板１０が、ベース基板２０の表面２０Ａ上に２×２個配置される（タイル貼りされる）ことで、８×８個のアンテナ素子を備えたフェーズドアレイアンテナを構成している。

【0076】

ベース基板２０には、複数のアンテナ基板１０の中心位置Ｃを指し示す複数のベースマーク２５が形成されている。ベースマーク２５は、４つのアンテナ基板１０の４つの継ぎ目１５から、ベース基板２０の外縁２２まで直線状に延在している。

【0077】

複数のベースマーク２５は、第１継ぎ目１５ａから第１辺２２ａまで延在する第１マーク２５ａと、第２継ぎ目１５ｂから第２辺２２ｂまで延在する第２マーク２５ｂと、第３継ぎ目１５ｃから第３辺２２ｃまで延在する第３マーク２５ｃと、第４継ぎ目１５ｄから第４辺２２ｄまで延在する第４マーク２５ｄと、を有する。このように、複数のベースマーク２５は、４つのアンテナ基板１０の４つの継ぎ目１５に対応して４つ形成されている。

【0078】

ベース基板２０の外縁２２の２組の対辺（第１辺２２ａと第３辺２２ｃ、及び、第２辺２２ｂと第４辺２２ｄとの２組）に位置するベースマーク２５同士（第１マーク２５ａと第３マーク２５ｃ、及び、第２マーク２５ｂと第４マーク２５ｄとの２組）を結んだ２本の線は、複数のアンテナ基板１０の中心位置Ｃで交差している。
また、第１マーク２５ａと第３マーク２５ｃとを結んだ線はＹ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ行方向）であり、第２マーク２５ｂと第４マーク２５ｄとを結んだ線はＸ軸方向（複数のアンテナ素子１３が並ぶ列方向）である。

【0079】

ベースマーク２５は、ベース基板２０の表面２０Ａにシルク印刷により形成されたシルク線である。なお、ベースマーク２５は、シルク線に限定されるものではなく、アンテナ基板１０のマーク１４と同様に、開口パターンやその他の印であってもよい。ベースマーク２５の幅Ｗ５は、レーザーＬの幅Ｗ２（図１参照）と等しいとよい。

【0080】

図９に戻り、レーザー照射装置１０２は、アレイアンテナモジュール１Ａと基準アンテナ１０１との間に配置され、アレイアンテナモジュール１Ａ及び基準アンテナ１０１の両方に十字のレーザーＬを照射する。これにより、アレイアンテナモジュール１Ａの中心位置Ｃと基準アンテナ１０１の中心位置Ｃを合わせることができる。なおその後、レーザー照射装置１０２は、アレイアンテナモジュール１Ａと基準アンテナ１０１の間から撤去される。ちなみに、基準アンテナ１０１の取付基板１１０の表面側にも、図４示す基準アンテナ側マーク１１４と同じようなマークを形成するとよい。

【0081】

このような第３実施形態によれば、アンテナ基板１０を複数タイリングした場合において、アレイアンテナモジュール１Ａと基準アンテナ１０１との距離Ｓを、適正な距離に離すことができる。つまり、アレイアンテナモジュール１Ａと基準アンテナ１０１とを水平方向で対向させることで、第１実施形態や第２実施形態のようにアレイアンテナモジュール１Ａと基準アンテナ１０１とを鉛直方向で対向させる構成よりも、距離を大きく確保し易くなる。

【0082】

図１１は、第３実施形態にかかるアレイアンテナモジュール１Ａのビームパターン（Ｈ面）を示すグラフである。図１１において、横軸はアレイアンテナモジュール１Ａの傾動角度（ｄｅｇ．）、縦軸はＥＩＲＰ（出力電力）（ｄＢｍ）である。また、なお、図１１では、ＹＺ面である磁気面（Ｈ面）で比較しているが、ＸＺ面である電気面（Ｅ面）で比較してもよい。

【0083】

図１１において点線で示す比較例は、基準アンテナ１０１とアレイアンテナモジュール１Ａの中心位置Ｃ（複数のアンテナ基板１０の中心位置Ｃ）が一致していない場合（中心位置ＣがＹ軸方向に５ｍｍずれている場合）を示す。また、図１１において実線で示す実施例は、基準アンテナ１０１とアレイアンテナモジュール１Ａの中心位置Ｃ（複数のアンテナ基板１０の中心位置Ｃ）が一致している場合を示す。これら実施例と比較例との比較から、基準アンテナ１０１とアレイアンテナモジュール１Ａの中心位置Ｃ（複数のアンテナ基板１０の中心位置Ｃ）が一致していないと、ビームパターンのピークが下がり、また、０ｄｅｇ．を中心に左右対称になっていない等、正確にビームパターンを測定できないことが分かる。

【0084】

以上のように、第３実施形態のアレイアンテナモジュール１Ａは、複数のアンテナ基板１０が互いに隣接した状態で取り付けられたベース基板２０を備え、ベース基板２０には、複数のアンテナ基板１０全体の中心位置Ｃを指し示す複数のベースマーク２５が形成されている。この構成によれば、複数のアンテナ基板１０全体の中心位置Ｃを特定し、ビームパターンを正確に測定することができる。

【0085】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、及びその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【符号の説明】

【0086】

１…アレイアンテナモジュール、１Ａ…アレイアンテナモジュール、１０…アンテナ基板、１０Ａ…表面、１１…レジスト層、１２…外縁、１３…アンテナ素子、１４…マーク、１５…継ぎ目、２０…ベース基板、２０Ａ…表面、２２…外縁、２３…取付孔、２４…連続マーク、２５…ベースマーク、１００…アレイアンテナ評価装置、１００Ａ…アレイアンテナ評価装置、１００Ｂ…アレイアンテナ評価装置、１０１…基準アンテナ、１０２…レーザー照射装置、１１０…取付基板、１１０Ｂ…裏面、１１２…外縁、１１３…第２の取付孔、１１４…基準アンテナ側マーク、１１５…第１の取付孔、１２０…支持装置、１２０Ａ…傾動装置、１２０Ｂ…支持装置、１２１…支柱部、１２１Ａ…側壁部、１２１Ｂ…三脚、１２２…天板部、１２２Ａ…レール、１２２Ｂ…取付板、１２３…可動板部、１２３ａ…開口部、１２３Ａ…可動ブロック、１２４…ガイド機構、１３０…傾動装置、１３０Ａ…支持装置、１３０Ｂ…支持装置、１３１Ｂ…三脚、１３２Ｂ…取付板、１４０…測定装置、１４１…演算装置、１４２…モータ制御装置、１４３…電源装置、１４４…信号生成部、１４５…信号受信部、１４６…ハブ、１５１…信号発生器、１５２…コネクタ、１５３…ベクトル信号発生器、１５４…コネクタ、１６２…スペクトラムアナライザ、Ｃ…中心位置、ｄ１…ピーク差、ｄ２…ピーク差、Ｌ…レーザー、Ｏ…回転軸、Ｓ…距離、Ｗ１…幅、Ｗ２…幅、Ｗ３…幅、Ｗ４…幅、Ｗ５…幅、θ…ビーム指向角度

【要約】

【課題】アレイアンテナモジュールの中心位置の特定を容易にすることを目的とする。
【解決手段】アレイアンテナモジュール１は、アンテナ基板１０と、アンテナ基板１０にアレイ状に形成された複数のアンテナ素子１３と、を備え、アンテナ基板１０の外縁部には、複数のアンテナ素子１３の中心位置Ｃを指し示す複数のマーク１４が形成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】