[技術展示]3-D SiP構造を用いた60GHz帯ビームフォーミングアレイアンテナ

摘要

本稿では，小型端末に実装可能な3-D(3-Dimensional) SiP (System-in-Package)構造を用いた60GHz帯ビームフォーミングアレイアンテナ構造を提案した.素子アンテナとして，端末に内蔵した際にグランド構造による影響を受けにくい平面ダイポールアンテナを採用した.3-D SiP実装技術を用いて基板を縦方向に5枚積層し，4×2配置とすることが小型端末の内蔵に最適であることを電磁界解析により示した.4×2平面ダイポールァレイアンテナの試作を行い，パッシブミキサを用いて3次元放射パターンの測定を行い，利得が10dBi以上となるビームフォーミングエリアの評価を60GHzにおいて行い，θ，φ方向にそれぞれ70°, 90°の範囲で10dBi以上の利得をもつビームフォーミングが可能であることを示した.%In this paper, a 60-GHz band planar dipole array antenna structure in a small wireless terminal is proposed for wide coverage area beamforming application. Five substrates are stacked vertically using the 3-dimensional (3-D) system-in-package (SiP) technology, and the element antenna is arranged in the top and bottom substrates. A planar dipole antenna is used as an element antenna. As a result of the design using the numerical simulation and 3-D electromagnetic field simulation, 4×2 arrangement is feasible structure for a small wireless terminal with wide coverage area. Measured results show the designed array antenna has wide coverage area, which covers 70 degree and 90 degree for theta and phi direction with the gain exceeds 10dBi, respectively.