阵列天线器件

本发明涉及包括阵列天线的无线器件，尤其涉及适于使用300ghz频段的收发器的阵列天线器件。

背景技术：

1、图12是示出了电波的每个接收功率的频带和s/n比的关系的图形。图形的横轴是频带，纵轴是s/n比。在图形中描绘有接收功率pr是0.1μw(相当于-40dbm)、1μw(相当于-30dbm)以及10μw(相当于-20dbm)时的频带和s/n比的关系。从该图形可以得知，无论pr的大小如何，随着频带增加，s/n比减小。

2、在图形中记入有在qpsk(正交相移键控()、16qam(16正交幅度调制)以及64qam(64正交幅度调制)的各个调制方法中表示成为ber(误码率)<10-3所需的s/n比。根据这个，若频带是25ghz，则在pr为0.1μw以上时，无论是qpsk、16qam、64qam中任一调制方法都能够进行通信，在频带成为50ghz时，在pr为0.1μw时，s/n比变得过小，难以进行利用qpsk的通信。并且，在更高的100ghz左右的频带，若想稳定地进行qpsk通信，则需要1μw以上的接收功率。

3、在第六代移动通信系统(6g)中，其目标是使用比第五代移动通信系统(5g)更高的300ghz频段来实现100gb/s以上的数据速率。因此，在今后越来越高频化、高数据速率化的下一代移动通信系统中，为了维持较大的接收功率，需要增加发送器的输出功率。至今为止，作为为了增加使用300ghz频段的收发器的输出功率的方法，或者用透镜或喇叭提高天线增益，或者用环形波导型功率合成器来对多个rf信号进行功率结合，使单个的收发器的输出功率增加(例如，参照专利文献1)。

4、[专利文献1]国际公开2020/110814

技术实现思路

1、-发明所要解决的问题-

2、当从eipr(等效各向同性辐射功率)的观点来评估接收功率时，将从发送器到接收器的距离设为d，将接收器的天线区域设为ar时，接收功率被表示为pr＝eirp·ar/4πd2。即，接收功率无论频带如何，其大小都由接收器的天线区域ar决定，天线区域越大，就越能增加天线增益，增加接收功率。

3、为了增加天线增益，采用排列有多个天线元件的阵列天线是有效的。并且，当采用相控阵天线时，能够利用调整每个天线元件的信号相位向特定方向发送电波或者接收来自特定方向的电波的波束赋形技术，以及自由地改变波束的朝向的波束扫动，，与透镜或喇叭的利用相比，波束控制角度更广，波束赋形本身更容易。

4、在阵列天线中，以电波的半波长间距排列天线元件。当到了300ghz频段时，需要以大约500μm的间距排列天线元件。因此，当对使用300ghz频段的收发器欲采用天线元件被以二维网格形状配置的阵列天线时，必须将收发器电路塞入大约500μm四方的区域。由于虽然通过半导体工艺的微细化，能够使晶体管尺寸较小，但是由于难以使电感元件、电容元件等无源元件小型化，因此难以将专利文献1所公开的那样的电路塞入那样的狭小区域。像这样，由于电路配置区域的限制，难以在使用300ghz频段的收发器中采用阵列天线。

5、鉴于所述问题，本发明的目的在于提供一种能够利用300ghz频段的阵列天线器件。

6、按照本发明的一个方面的阵列天线器件的特征在于，所述阵列天线器件包括第一层和第二层，所述第一层以网格形状配置有多个天线元件，所述第二层层叠在所述第一层。所述第二层具有多个混频器、多个lo信号线和多个if信号线，所述多个混频器在平面视中配置在与所述多个天线元件重叠的多个网格区域，具有lo信号端、if信号端以及rf信号端，所述rf信号端与所述多个天线元件电连接，所述多个lo信号线设置在所述多个混频器的每一列，共同连接有相同列的所述混频器的所述lo信号端，所述多个if信号线设置在所述多个混频器的每一行，共同连接有相同行的所述混频器的所述if信号端。

7、-发明的效果-

8、根据本发明，能够用阵列天线收发300ghz频段的电波。这样一来，能够在300ghz频段中较容易增加天线增益。

技术特征：

1.一种阵列天线器件，其特征在于:

2.根据权利要求1所述的阵列天线器件，其特征在于:

3.根据权利要求2所述的阵列天线器件，其特征在于:

4.根据权利要求2所述的阵列天线器件，其特征在于:

5.根据权利要求4所述的阵列天线器件，其特征在于:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的阵列天线器件，其特征在于:

7.根据权利要求1至5中任一项所述的阵列天线器件，其特征在于:

8.根据权利要求1至5中任一项所述的阵列天线器件，其特征在于:

9.根据权利要求8所述的阵列天线器件，其特征在于:

10.根据权利要求8所述的阵列天线器件，其特征在于:

11.根据权利要求10所述的阵列天线器件，其特征在于:

12.根据权利要求1至5中任一项所述的阵列天线器件，其特征在于:

技术总结本发明提供一种能够利用300GNHz频段的阵列天线器件。阵列天线器件(100)包括第一层(10)和第二层(20)，所述第一层(10)以网格形状配置有多个天线元件(11)，所述第二层(20)层叠在第一层(10)。第二层(20)具有多个混频器(21)、多个LO信号线(25)和多个IF信号线(27)，所述多个混频器(21)在平面视中配置在与多个天线元件(11)重叠的多个网格区域(30)，具有LO信号端(23)、IF信号端(24)以及RF信号端(22)，RF信号端(22)与多个天线元件(11)电连接，所述多个LO信号线(25)设置在多个混频器(21)的每一列，共同连接有相同列的混频器(21)的LO信号端，所述多个IF信号线(27)设置在多个混频器(21)的每一行，共同连接有相同行的混频器(21)的IF信号端。技术研发人员：藤岛实受保护的技术使用者：国立大学法人广岛大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14