パネル配列
単一の被覆段階で製造される混合信号の多層プリント配線基板が望まれる。ＰＷＢは、ＰＷＢを構成する異なる回路基板の異なる回路層の間に１又は２以上の高周波相互接続部を含む。ＰＷＢは、放射要素を備える多数のユニットセルと、各ユニットセルの回りに配設されたＲＦケージとを含み、ユニットセルを絶縁する。複数のフリップチップ回路はＰＷＢの外側表面上に配設され、ヒートシンクはフリップチップの構成要素の上方に配設可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、一般に、比較的低コストで量産に適し比較的低プロフィールの位相配列アンテナに関し、更に特定すれば、位相配列アンテナに利用される高周波（ＦＲ）回路と技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] 本技術分野で公知のように、位相配列アンテナ（更に簡潔に「位相配列」）を利用する高周波（ＲＦ）システムの更に低い吸収性及びライフサイクルコストに対する要望がある。同時に、そのようなシステムのバンド帯、偏波多様性及び信頼性の要求を満たすことはますます困難になっている。
【０００３】
[0003] これも公知であるが、ＲＦシステムを製造するときのコストを削減する方法は、いわゆる「混合された単一回路」の使用を可能にするプリント配線基板（ＰＷＢｓ）（またときとしてプリント回路基板又はＰＣＢｓとして参照される）を利用することである。混合された単一回路は、一般に、同一の回路基板（例えば単一の回路基板上に集積されたアナログとデジタルの両方の回路）上に２又は３以上の異なる型の回路を有する任意の回路を参照する。
【０００４】
[0004] またも公知であるが、ＲＦ回路は、しばしば、多層ＰＷＢＳから供給される。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースの材料が好適なＲＦ特性（例えば好適な挿入損失特性）を有するので、そのようなＰＷＢＳは、そのような材料で作られる。
【０００５】
[0005] 混合された単一の多層ＰＷＢは被覆され、しばしば、異なる型の回路のために各サブ組立体が整合されたサブ組立体から供給される。例えば、ＲＦ回路のためのサブ組立体も、ＤＣ電力及び論理回路のためのサブ組立体もあろう。２つのサブ組立体は結合されて、混合された多層ＰＷＢを供給する。そのようなＰＷＢＳは、一般的に、ＰＴＦＥベースの材料から供給され、その結果、混合された単一の多層ＰＷＢを構成する各サブ組立体のために、多数の工程及び段階のサイクルを要求する。例えば、所望の回路の特定の層に結像してエッチングし、それから、基板を被覆して多層ＰＷＢを供給することは必要である。穿孔とめっきの操作は、ときとして、個々の基板上に行われる。最後に、最終の被覆、穿孔、めっきのサイクルが実行されて、仕上げられたＰＷＢサブ組立体または最終ＰＷＢ組立体を供給する。一般に、各ＰＷＢサブ組立体及び／又は最終組立体は、伝達線ジャンクションを超えて延在する各ＲＦビア孔（そのような領域は「ビアスタブ」として参照される）がバックドリルと埋め戻しをされることを必要とする。この工程は、ＰＷＢのＲＦ特性を改善するが、コストを上昇させ、バックドリルの許容量と埋め戻し材料の誘電特性と補えられたエアポケットのためにＲＦ特性の質を低下させる。その結果、このアプローチは、多数の製造操作及びバックドリル／埋め戻し操作のために、高コストのＲＦ多層ＰＷＢ被覆という結果になる。
【０００６】
[0006] （ＰＴＦＥベースの材料よりもむしろ）低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）ベースの材料を使用して提供される混合信号の多層ＰＷＢは、製造上の異なる一連の問題を呈する。多層被覆は、一般に、ＬＴＣＣを使用して１つの被覆工程で作ることが可能であるが、ＬＴＣＣは、多数の欠陥を有する。例えば、収縮の問題のために、処理は、（一般に３８．７１ｃｍ2（６インチ四方）かそれ以下の大きさの）比較的小さなパネル（又は基板）上にだけ行われることが可能である。また、ＬＴＣＣベースの材料は、伝送線のための導電性ペーストと接地パネルとを使用し、そのような導電性ペーストは、ＰＴＦＥ基板で使用される純粋な伝送線を貫通して伝播されるＲＦ信号における損失に比較して、ＲＦ周波数で損失的である。そのような増加した挿入損失は多くの周波数帯（例えばＫｕバンドやそれ以上の周波数帯）において認容されない。更に、ＬＴＣＣ材料は、ＰＴＦＥベースの基板の誘電率よりも高い誘電率を有する傾向にあり、このことは、ＲＦ伝送線及び効率的なＲＦ送信アンテナの両方にとって好適ではない。最後に、ＬＴＣＣは、比較的小さな製造ベースを有する。まとめれば、現時点では、ＬＴＣＣは高容量の性能を有しないし、ＬＴＣＣ材料は、ＲＦ性能に妥協し、Ｌバンドの周波数範囲への適用に厳しい制限がある。その結果、ＰＴＦＥのアプローチ及びＬＴＣＣのアプローチの両方は、比較的高価な回路でＲＦ性能の品位を低下させ、レーダ及び／又は通信への適用に制限がある。
【０００７】
[0007] 当該技術分野で知られるように、位相配列アンテナは、既知の距離だけ互いに離間した複数のアンテナ要素を含み、そのアンテナ要素は、複数の位相シフタ回路を通じて、送信機や受信機の一方又は両方に連結される。いくつかのケースでは、位相シフタ回路は、送信機及び／又は受信機の一部であるように考えられている。
【０００８】
[0008] また知られるように、位相配列アンテナシステムは、無線周波数エネルギ（ＲＦ）ビームを製造し、送信機又は受信機とアンテナ要素配列との間を通過するＲＦエネルギの（位相シフタ回路を介する）位相を制御することで、そのようなビームを選択された方向に沿って方向付けるように適合される。電子走査位相配列では、制御信号またはワードを位相シフタセクションの各々に送ることで、位相シフタ回路（及びその結果としてのビームの方向）の位相が選択される。制御ワードは、一般に、所望の減衰レベル及び他の制御データと同様、所望の位相シフタを代表するデジタル信号である。
【０００９】
[0009] 位相シフタ回路及び振幅制御回路を位相配列アンテナ内に含むことは、一般に、アンテナが比較的大きく重く高価であるという結果となる。アンテナがいわば「能動孔」（又は更に簡潔に「能動型」）位相配列アンテナとして提供されるとき、能動孔アンテナが送信回路と受信回路の両方を含むので、位相配列アンテナの大きさと重量とコストの問題は、更に悪化される。
【００１０】
[0010] 位相配列アンテナは、しばしば、防衛の電気システム及び商業の電気システムの両方で使用される。例えば、能動型電子走査配列（ＡＥＳＡｓ）は、例えば、レーダ監視、陸上及び衛星通信、携帯電話、ナビゲーション、認証、電気的な計数尺度等、広範囲の防衛の電気システム及び商業の電気システムに対する要求がある。そのようなシステムは、しばしば、国家ミサイル防衛構想（National Missile Defence）、戦域弾道ミサイル防衛（Theater Missile Defence）、艦艇自衛システム（Ship Self-Defence System）及び地域防衛（Area Defense）のためのレーダ、艦船及び航空機搭載レーダシステム、及び衛星通信システムで使用される。その結果、システムは、しばしば、例えば艦船、航空機、ミサイルシステム、ミサイル台、限定された空間だけが利用可能な衛星や建物等、単一の構造物上に配備される。
【００１１】
[0011] ＡＥＳＡｓは、機械的操作孔と同様に、受動型走査配列に対しても性能面で非常に多数の利益を提供する。しかし、ＡＥＳＡｓの配備に関連し得るコストは、それらを特殊な軍事システムに使用することを制限することがある。配列のコストが一桁規模で減少できれば、ＡＥＳＡをレーダや通信、電子戦への適用のために軍事及び商業システムに幅広く投入することを可能にするであろう。ＡＥＳＡアーキテクチャの性能及び信頼性の利益は、艦船、航空機、衛星、ミサイル、潜水艦を含む多様なプラットホームに広げることが可能であろう。
【００１２】
[0012] 従来型の多くの位相配列アンテナは、いわば「ブリック」型アーキテクチャを使用する。ブリック型アーキテクチャでは、位相配列の能動型要素に供給される無線周波数（ＲＦ）信号及び電力信号は、一般に、アンテナ孔と一致する（又はアンテナ孔によって画定される）平面に垂直な平面に分配される。アンテナ孔の直交する配置及びブリック型アーキテクチャのＲＦ信号は、ときとして、アンテナを単一偏波構成に制限することが可能である。加えて、ブリック型アーキテクチャは、全く大きくて重いアンテナという結果となり、その結果、そのようなアンテナの移送及び配備を困難にすることがある。
【００１３】
[0013] 位相配列アンテナのための他のアーキテクチャは、いわゆる「パネル型」又は「タイル型」アーキテクチャである。タイル型アーキテクチャを備えることで、ＲＦ回路及び信号は、アンテナ孔によって画定される平面に平行な平面に分配される。タイル型アーキテクチャは、基礎となるビルディング・ブロックを「タイル」の形態で使用する。各タイルは、アンテナ要素及びそれの関連したＲＦ回路を含む多層プリント回路基板で形成可能である。ＲＦ回路は、組立体の中に取り囲まれる。また、各アンテナタイルは、実質的に平面の位相配列として単独で動作可能であり、又は、ずっと大きい配列アンテナのサブ配列として動作可能である。
【００１４】
[0014] タイル型アーキテクチャを有する例示的な位相配列にとって、各タイルは、送信アンテナ、送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネル、ＲＦ及び電力マニホルド及び制御回路を組み込んだ高度に集積された組立体であることが可能であり、それらのすべてが、ＡＥＳＡを実行するための低コストで軽量の組立体に結合可能である。そのようなアーキテクチャは、以下に述べる適用には特に有利であろう。その適用とは、アンテナの減じられた重量及び大きさが意図された任務（例えば航空機や空間への適用）を遂行するために、又は、所望の配置にて戦術的なアンテナの移送及び配備のために重要である。
【００１５】
[0015] それ故に、既存技術に比較して、同時に高度の性能を示しながらも、フロントエンドの能動型配列が大きさと重量とコストとを１桁規模で小さくするＡＥＳＡを提供することは望まれるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許番号第６，６１１，１８０号
【特許文献２】米国特許番号第６，６２４，７８７号
【特許文献３】米国特許番号第６，７３１，１８９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
[0016] ここに記述された技術に従えば、複数の個々のプリント回路基板（ＰＣＢ）から提供される多層プリント配線基板（ＰＷＢ）を使用するパネル配列を製造する方法は、
（ａ）ＰＷＢを有する複数の回路基板の各々の上の全層を撮像する工程と、
（ｂ）複数の回路基板の各々の上の全層をエッチングする工程と（複数の回路基板の少なくともいくつかの層上のアンテナ要素とＲＦマッチングパッドとをエッチングする工程を含む）、
（ｃ）回路基板を被覆して被覆された回路基板組立体を提供する工程と、
（ｄ）被覆された回路基板組立体に穿孔する工程であって、孔の各々が被覆された回路基板組立体の最上層から被覆された回路基板組立体の最下層に延在する、工程と、
（ｅ）被覆された回路基板組立体内に穿かれた孔の各々をめっきする工程と、
（ｆ）被覆された回路基板組立体の外部表面上に複数のフリップチップ回路を配設する工程と、
を含む。
【００１８】
[0017] この特殊な技術を備えて、単一の被覆段階は、多層ＲＦ ＰＷＢから提供されるパネル配列を製造する。ある実施形態では、多層ＰＷＢは、混合信号の多層ＰＷＢとして提供される。この技術は、製造と組立の工程を非常に簡略化し、薄くて軽量のパッケージの中に優れたＲＦ性能を結合するパネル配列という結果となる。ある実施形態では、パネル内に１２８個のＴ／Ｒチャネルを含み、パネルは、だいたい、２３．３ｃｍ×２９．２ｃｍ（８．４インチ×１１．５インチ）（６０４．３ｃｍ2（９３．６６平方インチ））、５．３３ｍｍ（０．２１０インチ）厚で、０．９８０ｋｇ（２．１６ポンド）重（３０４ｋｇ／ｍ3（０．１１ポンド／立方インチ））である。パネルは、多層ＰＷＢと、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のモノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）と、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のスイッチと、ＲＦ、電力・論理コネクタと、バイパスコンデンサと、抵抗器とを含む。単一の被覆及び単一の穿孔及びめっき操作は、結果として、低コストで低プロフィールの（即ち薄い）パネルという結果となる。
【００１９】
[0018] ここに記述された進歩性を有する概念の更なる特徴に従えば、多層ＰＷＢから提供されるパネル配列は、複数の放射要素を備え、放射要素の各々は、ユニットセルの一部として提供される。パネル配列は更に類似の複数の導波ケージを備え、導波ケージの各々、複数のユニットセルの対応する１つの回りに配設され、各導波ケージは多層ＰＷＢの厚さ全部を貫通して延在する。導波ケージは、ＰＷＢの第１最外層（例えばＰＷＢの最上層）からＰＷＢの第２最外層（例えばＰＷＢの最下層）に延在するめっきされたスルーホールから形成される。
【００２０】
[0019] ＲＦ周波数で、導波ケージは、ユニットセルの各々を他のユニットセルから電気絶縁する。そのような絶縁は、パネル配列の改善されたＲＦ特性という結果となる。導波ケージは、以下を実行するように機能する。
（１）走査盲目性（scan blindness）を誘発する表面波モードの抑制（誘電体スラブ上の放射要素と誘電体スラブ内で支持された案内モードとの間の結合による）、
（２）並行した平面モードの抑制（非同期のＲＦストリップライン構成による）、
（３）ユニットセル間のＲＦ絶縁、
（４）論理電力回路からのＲＦ回路の電気絶縁（従ってそれは同層上にプリントされるはずのＲＦ，電力、論理回路の能力という結果となり、その結果、多層パネル内の層の全数を減らす）、
（５）給電層とＲＦビーム形成器に対するいくつかのＲＦビア伝送のための垂直伝送（これはまた、ユニットセル内のスペースを省き、配列が大きな走査量を超えて動作することを所望するとき重要となる更にタイトなユニットセルのパッキングを可能にする）。
【００２１】
[0020] 単一の被覆技術により、ＲＦ、電力、論理ビアのすべてが１つの操作で穿孔可能となり、ＲＦビア「スタブ」チューニングを利用する（そこでは、ＲＦ伝送線ジャンクションを超えて延在するＲＦビア「スタブ」は、所望のインピーダンスマッチを提供するように調整されたＲＦである）。このチューニングアプローチは、ＲＦビア伝送線ジャンクションの近くに形成されたスタブを使用する。また、ディスク（取り囲むリリーフを備える）は、接地平面層、及び／又は、ブランク層内で使用され、ＲＦビアがそれを通過して、パネル内で提供される回路の異なる部分と適合するインピーダンスで助ける。
【００２２】
[0021] ある実施形態では、パネル配列を提供する多層ＰＷＢは、給電回路と放射器との間のスロット結合を利用する。放射器がパッチアンテナ要素として提供される場合、パッチアンテナ要素に結合された給電スロットは、被覆と穿孔とめっきの２つのサイクル全体を省く。それは、先行技術のプローブ給電アプローチがパッチアンテナ要素に給電するために使用されれば、他の方法で要求されるであろう。
【００２３】
[0022] 多層ＰＷＢパネル配列はまた、均衡された給電スロットを利用する。各スロット対は、２つの直交する偏波方向（例えば垂直および水平偏波）の一つに対応し、ウィルキンソン型抵抗（インク）分配器によって給電される。この給電アプローチの利点は、配列が配列の主軸から離れて走査されるので、走査角を伴う改善された交差偏波性能である。そのような走査モードでは、理想の奇数モード（odd-mode）（即ちパッチの平行のエッジ間で振幅が等しく位相シフトが１８０度）からパッチアンテナ要素上に誘導される振幅及び／又は位相における任意の不均衡は、その偏波のためのウィルキンソン型給電抵抗器で減衰される。
【００２４】
[0023] ここに記述される進歩的な概念の更なる特徴に従えば、ここに記述されるＲＦ回路とシステムもまた、以下の有利な特徴を有する。パッチアンテナ要素は、多層被覆ＰＷＢの内側に配設され、その結果、取り囲むユニットセル内の近接するパッチの内部で絶縁される（例えば各ユニットセル回りの導波ケージのために物理的にも電気的にも絶縁される）。ある実施形態では、アンテナ要素は、２重の線形偏波アンテナを形成する。左手、及び／又は、右手の円形偏パは、直角位相のハイブリッド回路層を挿入し、各ハイブリッド回路をアンテナ給電回路に結合することで達成される。ある実施形態では、ウィルキンソン型分配器は、アンテナ給電回路内で使用され、更に低い製造コストのために（オメガ−プライ（omega-ply）の代わりの）インク抵抗器として提供される抵抗器を利用する。垂直及び水平の偏波給電のための給電回路で使用されるウィルキンソン型分配器のため、及び、ＲＦビーム形成器で使用されるウィルキンソン型分配器のための抵抗器の値は、同じ形状と単位面積当たり同じ抵抗値である。このことは、インク抵抗器の製造を容易にし、また、製造コストを削減する。多層ＰＷＢのパネル配列はまた、電力及び論理分配回路だけでなく、放射器、ＲＦ給電、アナログのＲＦビーム形成器、Ｔ／Ｒチャネルを少なくとも含む、いわゆる能動型ＲＦフロントエンドを含む。従って、パネル配列の上記の特徴は、商業的な工程を使用し、位相配列の適用に典型的な設計要求の範囲に柔軟性を提供するアーキテクチャを備えて、能動型ＲＦフロントエンドのコストを著しく減らすことが可能である。
【００２５】
[0024] まとめると、ここに記述されたパネル配列とパネルアーキテクチャは、比較的低コストの位相配列の製造を可能にする。比較的低電力密度を必要とする位相配列が使用可能な適用では、位相配列は空冷可能で、その結果、液体冷却を必要とする位相配列のコストと比較して、低コストにすることが可能である。更に、電子部品と材料の進歩は、時間と共に、チャネル当たりの放射ＲＦ電力の所定ワット数の動作電力レベルのためにシステムが空冷されるという設計制約を伴って、直接の方法で組み込まれるであろう。好適な実施形態ではフィンの付いたヒートシンク（又は類似のもの）を介した空冷が使用されるが、パネル配列もまた液体冷却システムとの使用に好適であることは認識されるべきである。液体冷却の場合、温度密度の消失能力は増すが、コストも増す。
【００２６】
[0025] ある実施形態には、パネル配列の製造及び組立に以下に述べる５つの基本的な段階があることは認識されるべきである。
（１）多層ＰＷＢを備えるすべての回路基板上の全層を撮像しエッチングする、
（２）回路基板のすべてを被覆し被覆されたＰＷＢを提供する（単一の被覆段階は、本来なら多数の被覆サイクルを備えたサブ組立体の整合を省き、その結果、製造時間とコストを減らし、被覆に先立ち各層は検査されて歩留まりを改善する）、
（３）被覆されたＰＷＢの最上層と最下層とを穿孔しめっきする（単一の穿孔操作で作られるすべてのＲＦ，論理及び電力の相互接続部とすべての孔は固体の多層被覆を製造して充填される）
（４）ＰＷＢの外部表面上にすべての能動型及び受動型の構成要素をピックアンドプレース（pick and place）する、
（５）半田リフローしてすべての能動型及び受動型の構成要素をＰＷＢの外部表面に結合する。
【００２７】
[0026] この特殊な技術を備えて、製造工程段階の数を減らすことで、能動型のＲＦフロントエンドのコストを減らすパネル配列の製造工程が提供される。技術は、ＲＦ、論理及びＤＣに分配を能動型電子部品と１つの高度に集積されたプリント配線基板（ＰＷＢ）内で結合する位相配列パネルを製造する。能動型ＲＦフロントエンドは、放射器、ＲＦ給電、アナログのＲＦビーム形成器、Ｔ／Ｒチャネル、電力及び論理分配回路、半導体ＭＭＩＣを少なくとも含む。能動型ＲＦフロントエンドはまた、バイパスコンデンサ及び抵抗器を含む。
【００２８】
[0027] 製造技術は、先行技術の位相配列に対して比較的低電力密度という特徴を有するパネル配列の提供のために使用されることがある。ここに記述されたパネル配列は、いわゆる能動型ＲＦフロントエンドのコストを著しく減らすことで、レーダと通信の適用のための位相配列の広範囲での使用という目的を実現する。１つの高度に集積された多層被覆内の能動型電子部品にＲＦ，論理及びＤＣ分配を結合する位相配列を製造するために必要とされる製造工程段階の数を減らすことで、コスト削減は達成される。低コストのパネル配列を提供することに加えて、ここに記述されるパネル配列の製造技術はまた、機械的に堅牢で低プロフィールで軽量のパッケージという結果となり、更に大きなパネル配列がパネル配列の「ビルディング・ブロック」で構築可能にする。ある実施形態では、パネル配列は、チャネル１０Ｗ当たりピークのＲＦ出力を要求するモジュール方式／目盛りのある位相配列のための基本的な「ビルディング・ブロック」を形成する。
【００２９】
[0028] ここに記述されるパネル配列アーキテクチャは、ある範囲のレーダや通信システムの要求を説明し、以下の全体システムのコストを削減する。
（１）コスト対性能というトレードオフを、ＲＦ ＣＭＯＳ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣという広範囲の能動型電子部品技術からの選択可能にすること、
（２）各送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルのための個別のパッケージを省くこと、
（３）パネルの背面（能動型電子部品の側）に金属カバーを結合すること、
（４）周囲環境からの影響を防ぐ保護コーティング（environmental conformal coating）を適用すること、
（５）ＤＣ及び論理信号のために「柔軟性を有する」回路を埋め込むこと（その結果、ＤＣ、論理コネクタ材料の出費と組立コストとを省く）、
（６）配列の空冷を使用可能にすること（それにより、液体冷却等の更なる高価なアプローチを省く）。
【００３０】
[0029] ここに記述されたシステムと技術に従えば、位相配列は、そこに集積された複数の混合信号回路を有する高周波（ＲＦ）多層プリント配線基板（ＰＷＢ）から提供されるパネル配列を含む。ＰＷＢは、ＰＷＢの第１外部表面の方向に放射するために配設された複数のアンテナ要素を含む。複数のフリップチップ回路は、ＰＷＢの第２外部表面上に配設される。フリップチップ回路は、複数のアンテナ要素の少なくとも一部に電気結合するように構成される。ヒートシンクは、複数のフリップチップ回路の上方に配設され、それらと熱接触状態となるように構成される。
【００３１】
[0030] この特殊な配置を備えて、空冷可能なパネル配列は提供される。ある実施形態では、位相配列は単一のパネルから提供される一方で、他の実施形態では、位相配列は複数のパネル配列から提供される。ＲＦ ＰＷＢは、パネル配列のためのＲＦ，論理及び電力回路を含む混合信号回路である。その結果、ここに記述されたパネルとアーキテクチャとは、能動型電子走査配列（ＡＥＳＡ）内での使用に好適なパネルの空冷を準備する。能動型回路は、フリップチップとしてＰＷＢの外部表面上に取り付けられる。能動型パネル（ＰＷＢ）の表面上に配設されたフリップチップ回路にヒートシンクを直接結合することで、ヒートシンクとフリップチップ回路との間のインターフェイスの数を減らせ、その結果、フリップチップ回路の熱生成部分とヒートシンクとの間の温度抵抗を減らせる。ヒートシンクとフリップチップ回路の熱生成部分との間の温度抵抗を減らすことで、パネルの空冷が可能になる。
【００３２】
[0031] ある実施形態では、直接の機械的接触は、フリップチップＭＭＩＣとフィンの付いたヒートシンクの表面との間で使用される。他の実施形態では、中間の「ギャップ・パッド」層は、フリップチップ回路（ＭＭＩＣ）とヒートシンクの表面との間で使用されるであろう。
【００３３】
[0032] ここに記述されたパネル配列は、熱（即ち温度エネルギ）をパネルから（そして特にパネルの外部表面上に取り付けられた能動型回路から）ヒートシンクへ効率的に伝達する。能動型回路とヒートシンクとの間の温度インターフェイスの数を減らすことで、能動型回路からヒートシンクへの温度エネルギの迅速な伝達が達成される。好適な実施形態では、能動型回路は、能動型パネル上にフリップチップ回路として取り付けられる。
【００３４】
[0033] 空冷アプローチを使用することで（従来技術のブロワや液体冷却アプローチのいずれかの使用に比して）パネル配列の冷却に手頃なアプローチが提供される。更に、多数のフリップチップが搭載された能動型回路を冷却するために単一のヒートシンクを使用することで（従来技術の個別で多数の「ハットシンク」アプローチに比して）、個別のヒートシンクを各フリップチップ回路上に取り付ける必要はないので、パネル配列を冷却するコスト（部品コストと組立コストの両方）を減らせる。
【００３５】
[0034] 更に、パネル配列はビルディング・ブロックとして動作し、モジュールＡＥＳＡを提供するために他のパネル配列と結合可能である（即ちそのようなパネル配列は空冷される能動型位相配列アンテナを形成するために使用可能である）。その結果、空冷可能なパネル配列の提供は、従来技術のアプローチより低コストのＡＥＳＡ製造を可能にする。
【００３６】
[0035] ある実施形態では、フリップチップ回路は、モノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）として提供され、ヒートシンクの熱スプレッド要素は、フィン又はピンとして提供される。
【００３７】
[0036] ある実施形態では、ヒートシンクは、表面と、パネルの外部表面上に配設された複数のフリップチップＭＭＩＣとの間に機械的インターフェイスを有する、アルミニウムのフィンの付いたヒートシンクとして提供される。そのようなヒートシンクとパネルの空冷は、高価な材料（ダイヤモンドや他のグラファイト材料等）に対する必要性と、温度管理システムからのヒートパイプの除去とを省く。その結果、ここに記述されたシステムは、熱生成回路要素（例えば能動型ＭＭＩＣ）を有する能動型位相配列アンテナを冷却するために低コストのアプローチを提供する。
【００３８】
[0037] ある実施形態では、パネルは、フリップチップが取り付けられたＭＭＩＣを備えた、多層で混合信号のＲＦプリント配線基板（ＰＷＢ）から提供される。単一のヒートシンクは、各フリップチップＭＭＩＣに温度接触するようにＰＷＢに機械的に取り付けられた第１表面を有する。そのようなパネルアーキテクチャは、異なる負荷サイクルの範囲を備えた、Ｔ／Ｒチャネル当たりｍＷからＴ／Ｒチャネル当たりＷの範囲でＲＦ電力レベルにわたる使用に適したパネルを供給するために使用可能である。
【００３９】
[0038] 多数の異なる電力レベルと物理的大きさとを有するシステムで共通のパネルアーキテクチャを使用可能な結果として、システムの各々には共通の製造、組立、パッケージもまた使用可能である。例えば、小電力及び大電力の能動型電気走査配列（ＡＥＳＡ）は、共通の製造、組立、パッケージのアプローチを利用可能である。このことのために、ＡＥＳＡ製造でコスト削減が可能である。その結果、ここに記述されたシステムと技術は、ＡＥＳＡ製造を更に手頃なものとすることが可能である。
【００４０】
[0039] ここに記述されたモジュールシステムもまた、性能の柔軟性を提供する。Ｔ／Ｒチャネルの電子部品の所望のＲＦ出力電力や雑音指数等は、ＰＷＢの外部表面上に広範な表面実装半導体電子部品（即ちフリップチップ）を利用することで達成可能である。能動型構成要素はＰＷＢの外部表面上に取り付けられるので、異なる特性（例えば大電力及び小電力の回路）を有する能動型回路を（例えばフリップチップとして）パネルに取り付けるだけで、同じパネルが広範な応用に使用可能である。その結果、パネルアーキテクチャは、少なくとも以下の半導体電子部品を認容するように構成される点で、設計の柔軟性を提供する。商業的なシリコン技術に基づき、所望のＲＦ特性（例えば最小出力電力で最大雑音指数）を提供するように選択されたＲＦ ＣＯＭＳと、所望のＲＦ出力電力及び雑音指数特性を提供するために選択されたシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）と、所望のＲＦ出力電力密度及び低雑音指数特性を提供するように選択されたガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）である。パネルアーキテクチャはまた、すべての既存の半導体に比して相対的に高出力で高効率で高電力密度（ワット／ｍｍ2）の特性を示す窒化ガリウム（ＧＡＮ）等の現れつつある技術も同様に認容する。
【００４１】
[0040] 上述したように、比較的高コストの位相配列は、すべての特殊な応用やほとんどの特殊な応用での位相配列の使用を排除してきた。組立体と構成要素のコストは、特に能動型送信／受信チャネルにとって、主要なコスト推進力（driver）である。位相配列のコストは、バッチ処理の利用と、構成要素と組立体を接触する労働の最小化で、削減可能である。コンパクトであってコスト効率の良い方法で製造可能で、自動化された工程で組立可能な、組み立て前に個別に試験可能な能動型電子走査配列（ＡＥＳＡ）のためのタイル型サブアレイを提供することは有利であろう。位相配列の低吸収性でライフサイクルコストに対する必要もあるが、同時に、バンド幅、偏波多様性、堅牢なＲＦ性能特性を改善して、ますます増加する更に困難なアンテナ性能要求を満たしている。
【００４２】
[0041] ここに記述されるタイル型サブ配列の少なくともいくつかの実施形態は、陸上や海、航空機のプラットホームのための非常に多様な位相配列レーダミッションや通信ミッションのための、コスト効率の良い位相配列の解決策を可能にする。加えて、少なくともある実施形態では、タイル型サブ配列は、航空機の翼や艦船上、無人飛行機（ＵＡＶ）上の等角配列（conformal arrays）に適用可能な薄くて軽量の構造物を提供する。
【００４３】
[0042] いわゆる「パッケージレスのＴ／Ｒチャネル」の実施形態では、タイル型サブ配列は、同時に、次世代のレーダと通信システムのためのコストと性能とに注意を向けている。多くの位相配列のデザインは、単一のミッションやプラットホームのために最適化される。対照的に、ここに記述されたタイル型サブ配列アーキテクチャの柔軟性は、更に広い一連のミッションのための解決策を可能にする。例えば、ある実施形態では、いわゆる上方多層組立体（ＵＭＬＡ）及び下方多層組立体（ＬＭＬＡ）は、各々ここで更に記述されるが、共通のビルディング・ブロックとして働く。ＵＭＬＡは、ＲＦ信号分配とインピーダンスマッチングと偏波多様性信号の生成とを実行する、層形成されたＲＦ伝送線組立体である。製造は、多層プリント配線基板（ＰＷＢ）材料と工程とに基づく。ＬＭＬＡは、パッケージレス送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルと埋め込みサーキュレータ層サブ組立体とを集積する。好適な実施形態では、ＬＭＬＡは、ボールグリッド配列（ＢＧＡ）の相互接続アプローチを使用したＵＭＬＡに結合される。パッケージレスＴ／Ｒチャネルは、高価なＴ／Ｒモジュールパッケージ構成要素と、関連する組立コストとを省く。パッケージレスＬＭＬＡの主要なビルディング・ブロックは、下方多層基板（ＬＭＬＢ）である。ＬＭＬＢは、ＲＦ，ＤＣ及び論理信号分配と、埋め込みサーキュレータ層とを集積する。Ｔ／Ｒチャネル・モノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）及び構成要素、ＲＦ，ＤＣ／論理コネクタ、温度スプレッダインターフェイス基板のすべては、ピックアンドプレース（pick and place）設備を使用して、ＬＭＬＡ上に組立可能である。
【００４４】
[0043] 本発明の更なる特徴に従えば、タイル型サブ配列は、異なる回路基板上の異なる回路層の間の１又は２以上のＲＦ相互接続部を備える少なくともひとつのプリント配線基板組立体を備え、ＲＦ相互接続部の各々は、ＲＦスタブのインピーダンス特性を適合させるための機構を提供する１又は２以上のＲＦマッチングパッドを備えて、所望のＲＦ動作周波数帯にわたって所望の挿入損失とインピーダンス特性とを有するＲＦ相互接続部を提供する。
【００４５】
[0044] この特殊な配置を備えて、タイル型のサブ配列は、ＲＦビアスタブを省くために一般に必要とされるバックドリルや埋め戻しを実行する必要性なしで製造可能である。ＲＦマッチングパッド技術は、、回路基板のブランク層（即ち銅を有しない層）上、或いは、回路基板の接地平面層（即ちエッチングされたリリーフ領域）内にコンダクタが提供される技術を参照する。ＲＦビアのインピーダンス特性（ＲＦ相互接続部回路として参照される）を調節するための機構を備えたコンダクタ及び関連するリリーフは、回路基板内で提供される。バックドリルと埋め戻しの操作を利用する必要性が省かれるので、ＲＦマッチングパッドアプローチのために標準的な低アスペクト比の穿孔と平面製造の操作が可能になり、内部回路層を接続し、Ｘバンド（８ＧＨｚ−１２ＧＨｚ）のような所望の周波数帯にわたる低挿入損失特性をも有するＲＦビアを製造する。
【００４６】
[0045] 知られるように、モード抑制ビアは、取り囲む回路からＲＦ相互接続部が電気絶縁されることを助け、それにより、信号が信号経路間の「漏電」から防ぐ。従来のシステムでは、モード抑制ビアもまた穿孔されめっきされて、同時に、相互接続ＲＦビアは穿孔されめっきされる。
【００４７】
[0046] しかし、本発明のＲＦマッチングパッドアプローチで、ＲＦとモード抑制ビアのすべてが組立体全体を貫通して穿孔されめっきされることが可能であり、ＲＦ相互接続部上でバックドリルと充填の操作を利用する必要性はない。その結果、穿孔の許容値と埋め戻し材料の許容値のためにチャネル間の変動量が省かれるから、ＲＦ性能を同時に改善する一方、バックドリルと埋め戻しの操作に関連した製造コストは完全に省くことが可能である。
【００４８】
[0047] ある実施形態では、ＲＦマッチングパッド技術は、ＲＦ相互接続部及びモード抑制回路の接地平面層内の管状リングのリリーフ領域で囲まれた銅ディスクを利用する。ＲＦマッチングパッド技術は、ストリップライン伝送線の中央コンダクタのような、ＲＦ相互接続部とＲＦ信号経路との間のＲＦジャンクションを越えて、１／４波長かそれ以下だけ延在する任意のＲＦスタブに適用可能な一般的な技術である。
【００４９】
[0048] 本発明と同様に、本発明の以上の特徴は、図面についての以下の記述から更に十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】複数のタイル型サブ配列で形成された配列アンテナの平面図である。[0049]
【図１Ａ】図１で示された配列アンテナで使用された型のタイル型サブ配列の斜視図である。[0050]
【図１Ｂ】図１Ａに示されたタイル型サブ配列の一部の拡大斜視図である。[0051]
【図１Ｃ】図１Ａ、１Ｂに示されたタイル型サブ配列の一部の断面図である。[0052]
【図２】単一の送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルを有する２重サーキュラ偏波（ＣＰ）タイル型サブ配列の一部のブロック図である。[0053]
【図３】図１Ｃに示された型の上方多層組立体（ＵＭＬＡ）の断面図である。[0054]
【図４】図３に示された伝送の拡大断面図である。[0055]
【図４Ａ】図４の断面の平面図である。[0056]
【図４Ｂ】図４の断面の底面図である。[0057]
【図４Ｃ】図３に示されたＲＦ伝送の拡大概観図である。[0058]
【図４Ｄ】図３，４に示された伝送のための予測挿入損失対周波数のプロットである。[0059]
【図５】図３に示された伝送の拡大断面図である。[0060]
【図５Ａ】図５の断面の平面図である。[0061]
【図５Ｂ】図５の断面の底面図である。[0062]
【図５Ｃ】図３に示された伝送の拡大概観図である。[0063]
【図５Ｄ】図３，４に示された伝送のための予測挿入損失対周波数のプロットである。[0064]
【図６】ＲＦマッチングパッドの導電性領域又はリリーフ領域のための、例示的な形状の平面図である。[0065]
【図６Ａ】ＲＦマッチングパッドの導電性領域又はリリーフ領域のための、例示的な形状の平面図である。[0066]
【図７】上方多層組立体（ＵＭＬＡ）に結合された下方多層組立体の代替的な実施形態のブロック図である。[0067]
【図８】パネル配列の等角図である。[0068]
【図８Ａ】パネル配列の等角図である。[0069]
【図８Ｂ】パネル配列の拡大された等角図である。[0070]
【図８Ｃ】パネル配列の拡大された等角図である。[0071]
【図８Ｄ】図８Ａに示されたパネル配列の線８Ｄ−８Ｄで切った断面図である。[0072]
【図９】多層プリント配線基板（ＰＷＢ）の断面図である。[0073]
【発明を実施するための形態】
【００５１】
[0074] 図面と文章における明瞭性を促進する意図で、図面は等縮尺される必要はなく、替わりに、本発明の原理を説明する上で、一般に、強調がされることは理解されるべきである。
【００５２】
[0075] 本発明の様々な実施形態を記述する前に、いくつかの導入概念および専門語を説明する。「パネル配列」（又は更に単純に「パネル」）は、１つの高度に集積されたＰＷＢにおけるＲＦ、論理及びＤＣ分配回路と同様、アンテナ要素（又は更に単純に「放射要素」又は「放射器」）の配列を含む多層プリント配線基板（ＰＷＢ）を参照する。パネルはまた、ときとして、タイル型配列（又は更に単純に「タイル」）としてここに参照される。
【００５３】
[0076] 配列アンテナは、単一のパネル（又はタイル）、又は、複数のパネルで提供されるであろう。配列アンテナが複数のパネルで提供される場合、複数のパネルの単一のものは、ときとして、「パネル型サブ配列」（又は「タイル型サブ配列」）としてここに参照される。
【００５４】
[0077] 参照は、ときとして、特殊な数のパネルを有する配列アンテナに対してここでなされる。もちろん、配列アンテナが任意の数のパネルで構成されること、そして、当業者が任意の特殊な応用で使用するために特殊な数のパネルを選択する方法を認識するであろうことは、認識されるべきである。
【００５５】
[0078] 参照は、ときとして、特殊な配列形状、及び／又は、物理的な大きさ又は特殊な数のアンテナ要素を有するパネルや配列アンテナに対してここでなされることもまた記述されるべきである。ここに記述された技術がパネル、及び／又は、配列アンテナの様々な大きさと形状に適用可能であることを当業者は認識し、任意の数のアンテナ要素が使用されるであろうことを認識するであろう。
【００５６】
[0079] 同様に、参照は、ときとして、特殊な幾何形状（例えば、四角形、長方形、円）、及び／又は、大きさ（例えば、特殊な数のアンテナ要素）、又は、特別な格子型や空間のアンテナ要素を有するパネルやタイル型サブ配列に対してここではなされる。ここに記述された技術が、パネル（又はタイル）及び／又はパネル型サブ配列（又はタイル型サブ配列）の様々な大きさと形状に対するのと同様に、配列アンテナの様々な大きさと形状に適用可能であることを当業者は認識するであろう。
【００５７】
[0080] その結果、ここで以下に提供される記述は、実質的に四角形か長方形形状を有し、実質的に四角形か長方形形状を有する複数のタイル型サブ配列で構成される配列アンテナの内容物における進歩的な概念を記述するが、その概念は、多様な異なる大きさ、形状、型のアンテナ要素を有する配列アンテナ及びパネル（又はタイル型サブ配列）の他の大きさと形状にも等しく適用すると、当業者は認識するであろう。また、パネル（又はタイル）は、多様な異なる格子状の配置に並べられることがある。その配置は、限定する意図はないが、任意の形状の配列形状を含む非周期的な他の幾何配置と同様、周期的な格子状の配置や構成（例えば、長方形、円、正三角形や二等辺三角形、渦巻状の構成）を含む。
【００５８】
[0081] 参照はまた、ときとして、ここでは、特殊な型や大きさ、及び／又は、形状を有するアンテナ要素を含む配列アンテナに対してなされる。例えば、ある型の放射要素は、特定の周波数（例えば１０ＧＨｚ）や周波数帯（例えばＸバンド周波数帯）での動作で受信可能な四角形の形状と大きさとを有する、いわゆるパッチアンテナ要素である。参照はまた、ときとして、ここでは、いわゆる「積層型パッチ（stacked patch）」アンテナ要素に対してなされる。他の形状及び型のアンテナ要素（例えば積層型パッチアンテナ要素以外のアンテナ要素）もまた使用され、１又は２以上のアンテナ要素の大きさがＲＦ周波数帯における任意の周波数（例えば約１ＧＨｚから約１００ＧＨｚの範囲の任意の周波数）での動作のために選択されるであろうことを当業者はもちろん認識するであろう。本発明のアンテナで使用されるであろう送信要素の型は、限定する意図はないが、ノッチ要素（notch element）、ダイポール、スロット、又は、当業者には既知の（要素がプリント回路要素であるかどうかにかかわらず）他の任意のアンテナ要素を含む。
【００５９】
[0082] 各パネル又はタイル型サブ配列におけるアンテナ要素が、複数の異なるアンテナ要素の格子状の配置の任意の１つを有して提供されるであろうということもまた認識されるべきである。それは、非周期的な任意の格子状の配置は言うまでもなく、長方形や正方形、三角形（例えば正三角形や二等辺三角形）、渦巻状の構成等の周期的な格子状の配置（又は構成）を含む。
【００６０】
[0083] ここに記述したパネル配列（ａ／ｋ／ａタイル型配列）アーキテクチャの少なくともいくつかの実施形態の適用は、限定する意図はないが、艦船ベースの、航空機、ミサイル及び衛星の応用を含む、非常に多様な応用のためのレーダ、電子戦（ＥＷ）及び通信システムを含む。少なくとも１つの実施形態では、送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネル当たり０．４５４ｋｇ（１ポンド）以下の重量と、チャネル当たり１００ドル以下の製造コストとを有するパネル（又はタイル型サブ配列）が望まれる。その結果、ここで記述されるパネル（又はタイル型サブ配列）は、レーダシステムや通信システムの一部として使用されることがあることは認識されるべきである。
【００６１】
[0084] ここで更にまた説明されるように、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、限定する意図はないが、軍事、航空機、艦船、通信、無人飛行機（ＵＡＶ）、及び／又は、商業的なワイヤレスの応用に適用可能である。
【００６２】
[0085] 以下に記述されるべきタイル型サブ配列はまた、埋め込みサーキュレータと、スロット結合された偏波エッグクレート放射器と、単一集積型のモノリシック・マイクロウェーブＩＣ（ＭＭＩＣ）と、受動型無線周波数（ＲＦ）回路アーキテクチャとを利用可能である。例えば、ここに更に記述されるように、以下に共通して付与された米国特許に記述された技術は、全体として又は一部が利用可能であり、及び／又は、ここに記述されたタイル型サブ配列の少なくともいくつかの実施形態と共に使用されるように適合可能である。「組み込みプレーナ・サーキュレータ」と題する米国特許番号第６，６１１，１８０号、「スロット結合偏波放射器」と題する米国特許番号第６，６２４，７８７号、及び／又は、「多層ストリップライン無線周波数回路および相互接続方法」と題する米国特許番号第６，７３１，１８９号。上記特許の各々は、ここに参照されることで、全体として本願に組み込まれる。
【００６３】
[0086] さて、図１を参照すれば、配列アンテナ１０は、複数のタイル型サブ配列１２ａ−１２ｘを備える。この実施形態では、合計ｘ個のタイル型サブ配列１２が配列アンテナ１０全体を有することは認識されるべきである。ある実施形態では、タイル型サブ配列の全数は、１６個のタイル型サブ配列（即ちｘ＝１６）である。完全な配列アンテナを提供するために使用されるタイル型サブ配列１２の特殊な数は、多様な要素に従って選択可能であり、限定する意図はないが、動作周波数、配列ゲイン、配列アンテナのために使用可能な利用可能な空間、及び、配列アンテナ１０が使用されることを意図された特殊な用途を含む。当業者は、完全な配列アンテナを提供して使用するために、タイル型サブ配列１２の数を選択する方法を認識するであろう。
【００６４】
[0087] 図１の実施形態では、タイル１２ｂ、１２ｉで示されるように、各タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘは、各列が８個のアンテナ要素１５（又はより簡潔に「要素１５」）を含んだ状態で、アンテナ要素１５の８個の列１３ａ−１３ｈを有する。タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、その結果、８掛ける８の（即ち「８×８の」）タイル型サブ配列といわれる。要素１５は配列アンテナ１０の露出面（又は前面）上で直接に見ることができないので、各アンテナ要素１５は図１において透視図として示されることは記述されるべきである。その結果、この特殊な実施形態では、各タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘは、６４個のアンテナ要素を有する。配列１０が１６個のそのようなタイルを有する場合、配列１０は、全体で、１０２４個のアンテナ要素１５を有する。
【００６５】
[0088] 他の実施形態では、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、１６個の要素を有する。その結果、配列１０が１６個のそのようなタイルを有し、各タイルが１６個の要素１５を有する場合、配列１０は、全部で２５６個のアンテナ要素１５を有する。
【００６６】
[0089] 更に別の実施形態では、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、１０２４個の要素１５を有する。その結果、配列１０が１６個のそのようなタイルを有する場合、配列１０は、全部で１６３８４個のアンテナ要素１５を有する。
【００６７】
[0090] 上記の実施形態を考察すれば、結果として、タイル型サブ配列の各々が任意の所望の数の要素を含むことが可能であることは、認識されるべきである。タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々において、含むべき要素の特殊な数は、多様な要素に従って選択可能であり、限定する意図はないが、多様な要素は、所望の動作周波数、配列ゲイン、アンテナに利用な可能な空間、配列アンテナ１０が使用されることを意図される特殊な用途、各タイル型サブ配列１２の大きさを含む。任意の所定の用途では、各タイル型サブ配列において、含むべき放射要素の適切な数を選択する方法を当業者は認識するであろう。アンテナ配列１０のようなアンテナ配列に含まれるアンテナ要素の１５の全数は、各タイルに含まれるアンテナ要素の数と同様、アンテナ配列に含まれるタイルの数に依存する。
【００６８】
[0091] 以下の記述から明らかになるように、各タイル型サブ配列は、電気的に自律的である（もちろん、タイル内の要素１５と、それとは異なるタイルの要素１５との間に起こる任意の相互結合を除く）。その結果、ＲＦエネルギをタイル上の各放射器と結合するＲＦ給電回路は、そのタイル内に完全に組み込まれる（即ちＲＦ信号をタイル１２ｂ内の要素１５と結合するＲＦ給電及びビーム形成回路のすべてがタイル１２ｂ内に含まれる）。以下の図１Ｂ、１Ｃと連携して記述されるように、各タイルは１又は２以上のＲＦコネクタを含み、ＲＦ信号は各タイル型サブ配列上に備わるＲＦコネクタを通じてタイルに提供される。
【００６９】
[0092] また、論理信号のための信号経路と電力信号のための信号経路は、信号を送信／受信（Ｔ／Ｒ）回路と結合するが、Ｔ／Ｒ回路が存在するタイル内に含まれる。以下に図１Ｂ、１Ｃと連携して記述されるように、ＲＦ信号は、タイル型サブ配列上に提供される１又は２以上の電力・論理コネクタを通じてタイルに提供される。
【００７０】
[0093] 全体の配列１０のＲＦビームは、外部（即ちタイル型サブ配列１２の各々に対する外部）のビーム形成器によって形成され、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々からのＲＦ出力を結合する。当業者には既知のように、ビーム形成器は、従来、プリント配線基板ストリップライン回路として実行され、Ｎ個のサブ配列を１個のＲＦ信号ポートの中へと結合する（そして今ではビーム形成器は１：Ｎのビーム形成器として参照される）。
【００７１】
[0094] タイル型サブ配列は、従来技術を使用して、搭載構造部に機械的に締結され、或いは、その他の方法で固定され、その結果、配列格子パターンは、配列アンテナを有する各タイルを横切って継続する。ある実施形態では、搭載構造部は、タイル型サブ配列が締結具（例えば＃１０−３２の大きさのねじ等）を使用して固定される「ピクチャーフレーム」として提供される。タイルの相互係合セクション間の許容値は、好ましくは±約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の範囲内にあるが、更に大きな許容値もまた、限定する意図はないが、動作周波数を含む多様な要素に基づいて認容される。好ましくは、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘは機械的に搭載され、配列格子パターン（図１の実施形態では三角形の格子パターンとして示される）が、配列１０の面全体１０ａ（又は「面」）を横切って電気的に継続するように現れる。
【００７２】
[0095] ここに記述されるタイル型サブ配列の実施形態（例えばタイル型サブ配列１２ａ−１２ｘ）は、タイル型サブ配列のマイクロウェーブ回路が回路層に含まれる点で、従来のいわゆる（ブリック型の）配列アーキテクチャとは異なることは認識されるべきである。回路層は、タイルで形成される配列アンテナの面（又は表面）（例えば配列アンテナ１０の面１０ａ）によって画定される平面に対して平行な平面の中に配設される。例えば図１の実施形態では、タイル１２ａ−１２ｘが提供される回路基板の層上に提供される回路は、配列アンテナ１０の表面１０ａに対してすべて平行である。配列アンテナの面で画定される平面に平行な回路層を利用することで、タイル型アーキテクチャのアプローチは、減じられたプロフィール（即ち従来型の配列アンテナの厚さと比較して減った厚さ）を有する配列アンテナという結果となる。
【００７３】
[0096] 有利なことに、標準的なプリント配線基板（ＰＷＢ）製造工程を使用して、高度に集積された受動型ＲＦ回路を製造し、商業的なオフシェルフ型（ＣＯＴＳ）マイクロウェーブ材料と高度に集積された能動型モノリシック・マイクロウェーブ集積回路ＩＣ（ＭＭＩＣ’ｓ）とを使用して、ここに記述されたタイル型サブ配列の実施形態は製造可能である。これは、製造コスト削減という結果となる。タイル型サブ配列は、従来型のＰＷＢ製造技術を使用して、比較的大きなパネルやＰＷＢのシートから提供可能であるから、配列アンテナの製造コストもまた削減可能である。
【００７４】
[0097] ある実施形態では、０．５ｍ×０．５ｍの寸法を有し、１０２４個の２重サーキュラ偏波アンテナ要素を有する配列アンテナ（またはときとしてパネル配列として参照される）は、１個のシート（または１個の多層ＰＷＢ）上で製造された。ここに記述される技術は、最大寸法を有し最大４０９６個のアンテナ要素を備えた１ｍ×１ｍのパネルを１枚の多層プリント配線基板（ＰＷＢ）から製造するために、標準的なプリント配線基板工程を使用可能にする。「バッチ工程」のアプローチは、配列内のＴ／Ｒチャネルの製造を含む製造工程を通じて使用可能であるから、大きなパネルを利用する配列アンテナの製造は、関連するＲＦ給電及びビーム形成回路を備えた多くのアンテナ要素を集積することでコストを削減する。パッチ工程は、自動化された設備を使用して、大きな量の製造、及び／又は、材料と構成要素との組立体の使用を参照する。特殊なアンテナのデザインを製造するためのバッチ工程のアプローチを使用する能力は、一般に比較的低い製造コストという結果になり望ましい。タイル型アーキテクチャの使用は、同じ大きさ（即ち実質的に同じ物理寸法を有する）の先行技術の配列と比較して減じられたプロフィールと重量とを有する配列アンテナという結果となる。
【００７５】
[0098] 次に、図１の類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図１Ａを参照すれば、タイル型サブ配列１２ｂをタイル型サブ配列１２ａ、１２ｃ−１２ｘの代表と考えれば、タイル型サブ配列１２ｂは、上方多層組立体（ＵＭＬＡ）１８を含む。ＵＭＬＡ１８は、この実施形態では、いわゆる「２重サーキュレータ偏波積層型パッチエッグクレート放射器」組立体として提供される放射器サブ組立体２２を含む。それは、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「スロット結合偏波放射器」と題する米国特許番号第６，６２４，７８７号に記述された型と同じか類似である。特殊な型の放射器サブ組立体が、図面と文章によって提供される記述における明瞭性を促進するためだけにここに記述されることは、もちろん正しく評価されるべきである。特殊な型の放射器の記述は、いずれにせよ、限定が意図されず、限定されるものとして解釈されるべきではない。その結果、積層型パッチアンテナ要素以外のアンテナ要素は、タイル型サブ配列内で使用されるであろう。
【００７６】
[0099] 放射器サブ組立体２２は、レードーム（radome）として動作可能な第１表面２２ａを有し、第２の対向する表面２２ｂを有して提供される。図１Ｂ、１Ｃと連携して以下に詳細に記述されるように、放射器組立体２２は、複数のマイクロウェーブ回路基板（またＰＷＢとして参照される）（図１Ａでは見ることはできない）で構成される。放射器要素１５は、表面２２ａの下方に配設され、その結果、図１Ａの視点で直接に見ることはできないから、図１Ａ内に透視図として示される。
【００７７】
[0100] 放射器サブ組立体２２は、上方多層（ＵＭＬ）基板３６（またはＵＭＬＢ２３６）の上方に配設される。以下に図１Ｂ、１Ｃに連携して詳細に記述されるように、ここに記述された実施形態において、ＵＭＬ基板３６は、加えられてＵＭＬ基板３６を形成する８個の個別のプリント回路基板（ＰＣＢ）で構成される。他の実施形態では、ＵＭＬ基板３６が８個以外の数のＰＣＢで構成されることは、もちろん、認識されるべきである。ＵＭＬ基板３６は、ＲＦ信号を放射器サブ組立体２２の一部として提供されるアンテナ要素１５と結合するＲＦ給電回路を含む。
【００７８】
[0101] ＵＭＬ基板３６は、この特殊な実施形態では、いわゆる「ファズボタン」基板５０として提供される第１相互接続基板５０の上方に配設される。相互接続基板５０は、替わって、第２相互接続基板７１の上方に配設されたサーキュレータ基板６０の上方に配設される。図１Ｂと連携して記述されるように、第２相互接続基板７１は、複数のＴ／Ｒモジュール７６（図１Ｂ）の上方に配設された、いわゆるファズボタンエッグクレート基板として提供されるであろう。ファズボタンエッグクレート基板７１は、下方多層（ＬＭＬ）基板８０の上方に配設され、ＬＭＬ基板８０は、温度スプレッダ板８６の上方に配設される。ＬＭＬ基板８０及び温度スプレッダ板８６は、Ｔ／Ｒモジュール７６（図１Ａでは見ることができない）と共に、下方多層組立体２０（ＬＭＬＡ２０）を有する。
【００７９】
[0102] 「ファズボタン」基板５０は、回路とＵＭＬ基板３６及びサーキュレータ基板６０上の信号との間にＲＦ信号経路を提供する。同様に、「ファズボタン」エッグクレート基板７１は、サーキュレータ基板６０とＬＭＬ基板８０との間にＲＦ信号経路を提供する。図１Ｂに連携した以下の記述から明らかなように、ファズボタンエッグクレート基板７１は、ＬＭＬ基板８０の表面上に備えられた複数のＴ／Ｒモジュール（図１Ａでは見られない）の上方に配設される。ファズボタンエッグクレート基板７１と同様に、ファズボタン基板５０は、各々、多数の同軸のＲＦ伝送線で構成される。各同軸のＲＦ伝送線は、円筒形状に紡がれたベリリウム銅配線で構成され、（いわゆるファズボタンを形成するように）圧縮されて誘電体スリーブ内に捉えられることが可能であり、ファズボタン／誘電体スリーブの組立体は、それから、金属基板（例えば基板５０内として）や金属エッグクレートに組み立てられる。ファズボタン基板５０及びファズボタンエッグクレート７１は、ＵＭＬ基板３６、サーキュレータ基板６０、ＬＭＬ基板８０の機械的組立体を可能にする。このことは、比較的大きな配列アンテナ（例えば接地ベースのレーダ配列のため領域で約１ｍ四方（１ｍ2）より大きい配列面を有する配列アンテナ）にとって重要である。それは、「既知の良好なサブ組立体」（即ち試験されて実施が認容されることが試験で判明したサブ組立体）を集積することで、比較的高い歩留まりが達成される。しかし、更に小さな配列（例えば携帯型のレーダ配列のため領域で約１ｍ2より小さい配列面を有する配列アンテナ）にとって、ＵＭＬ基板３６とサーキュレータ基板６０とＬＭＬ基板８０とは、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「多層ストリップライン無線周波数回路および相互接続方法」と題する米国特許番号第６，７３１，１８９号に記述されるように、ボールグリッド配列相互接続方法を使用して、機械的で電気的に集積可能である。その結果、このアプローチは、応用とプラットホームのために、組立体に柔軟性を許容する。
【００８０】
[0103] 上述のように、ファズボタン基板５０は、サーキュレータ基板６０の上方に配設される。この特殊な実施形態では、サーキュレータ基板６０は、いわゆる「ＲＦオンフレックスサーキュレータ（RF-on-Flex circulator）」基板６０として提供される。サーキュレータ基板６０は、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「組み込みプレーナ・サーキュレータ」と題する米国特許番号第６，６１１，１８０号に記述された型と同じか類似である。
【００８１】
[0104] サーキュレータ基板６０は、タイル型サブ配列内で提供される送信信号経路と受信信号経路との間のＲＦ信号の結合を妨げるために配設された複数の組み込みサーキュレータ基板をそこに提供してきた。即ち、サーキュレータ基板６０は、送信信号経路を受信信号経路から遮断するように機能する。
【００８２】
[0105] サーキュレータ基板６０は、第２相互接続基板７１（ａｋａファズボタンエッグクレート基板７１）の上方に配設され、その中に複数の送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール（図１Ａでは見ることができない）が配設される。ファズボタンエッグクレート基板７１は、Ｔ／Ｒモジュール（半田付けされるか他の方法でＬＭＬ基板８０上の回路に電気結合される）とサーキュレータ基板６０との間でＲＦ信号を結合するために配設される。
【００８３】
[0106] 上述のように、ファズボタンエッグクレート層７１は、下方多層（ＬＭＬ）基板８０の上方に配設され、ＬＭＬ基板８０は、温度スプレッダ板８６及びＴ／Ｒモジュール７６の上方に配設され、下方多層（ＬＭＬ）基板８０は温度スプレッダ板８６と共に下方多層組立体（ＬＭＬＡ）２０を有する。図１Ａに示される特殊な実施形態では、ファズボタンエッグクレート層７１がＬＭＬＡ２０の一部として含まれないことは認識されるべきである。
【００８４】
[0107] 次に、図１、１Ａの類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図１Ｂを参照し、放射器サブ組立体２２は、第１放射器基板２４と、第１のいわゆる「エッグクレート」基板２６（図１Ｃ内で見ることが可能なエッグクレート壁部２６ａ、２６ｂを備えた）と、第２放射器基板２８と、第２エッグクレート基板３０（図１Ｃ内で見ることが可能なエッグクレート壁部３０ａ、３０ｂを備えた）とで構成される。第１基板２４は、第１の複数の放射アンテナ要素１５ａ（図１Ｃ内で最も明確に見ることが可能な第１の複数の放射要素１５ａ）を含む。基板２４は第１のいわゆる「エッグクレート」基板２６の上方に配設され、放射要素の各々はエッグクレート基板２６内の開口部と整合するように整列される。
【００８５】
[0108] エッグクレート基板２６は、第２基板２８の第１表面２８ａの上方に配設される。基板２８ｂの第２の反対の表面は、その上に配設される第２の複数の放射アンテナ要素１５ｂを有する。第２の複数の放射要素１５ｂは、この視線内では直接に見ることができず、その結果、図１Ｂ内に透視図で示される。放射要素１５ａ、１５ｂは、図１Ｃの視線で明確に見ることが可能である。一緒にとられた第１及び第２要素１５ａ、１５ｂは、一般に、図１，１Ａ内の１５で示される。第２基板２８は、第２「エッグクレート」基板３０の上方に配設される。第２エッグクレート基板３０内の開口部が第１エッグクレート基板２６内の開口部と整合するように、第１及び第２エッグクレート基板２６，３０は整合される。第２基板２８上のアンテナ要素１５ｂのセットは、第２エッグクレート基板３０内の開口部と整合するように配置される。
【００８６】
[0109] 放射器サブ組立体２２は、ＲＦ給電回路を有する複数の基板３８，４０で構成されるＵＭＬ基板３６の上方に配設される。ＲＦ給電回路は、放射器サブ組立体２２のアンテナ要素と、以下に記述されるはずのＲＦ送信器及び受信機回路との間で、ＲＦ信号を結合する。ＲＦ給電回路基板３８，４０がそれ自身個々の多数の回路基板で構成され、回路基板が結合されるか他の方法で一緒に連結されてＵＭＬ基板３６を提供することは、認識されるべきである。
【００８７】
[0110] 放射器サブ組立体２２及びＵＭＬ基板３６が一緒になってＵＭＬＡ１８を形成することもまた認識されるべきである。ＵＭＬＡ１８は、ＬＭＬＡ２０の上方に配設され、それに結合される。特に、ＵＭＬ基板３６は、ファズボタン基板５０、サーキュレータ基板６０、ファズボタンエッグクレート基板７１の上方に配設される。その結果、この特殊な実施形態では、ファズボタン基板５０、サーキュレータ基板６０、ファズボタンエッグクレート基板７１は、ＵＭＬＡ１８とＬＭＬＡ２０との間に配設される。ファズボタン基板５０は、ＵＭＬＡ１８内の回路基板とサーキュレータ基板６０のビア間のＲＦ接続を利用し、ファズボタンエッグクレート基板７１は、サーキュレータ基板６０とＬＭＬＡ２０との間のＲＦ接続を利用する。
【００８８】
[0111] ファズボタンエッグクレート基板７１は、Ｔ／Ｒモジュール及びＬＭＬＢ８０の表面の上方に配設される。図１Ｂの拡大図でＴ／Ｒモジュール７６がＬＭＬ基板８０から分離して示されているが、実際には、Ｔ／Ｒモジュール７６は従来技術を使用してＬＭＬ基板８０に接続されることは認識されるべきである。ＬＭＬ基板８０は、それの中央線の一部に沿って形成されたスロット８７を有する熱スプレッダ板８６の上方に配設される。
【００８９】
[0112] 熱スプレッダ板８６、ＬＭＬ基板８０、Ｔ／Ｒモジュール７６は一緒になって、ＬＭＬＡ２０を有する。複数のＤＣ及び論理コネクタ８８，９０は、温度スプレッダ板８６内で提供されるスロット８７及び開口部を通じて配設され、電気的な入力／出力接続をＬＭＬＡ２０に提供する。１対のＲＦコネクタ９１ａ、９１ｂもまた、温度スプレッダ板８６内の孔９３ａ、９３ｂを通じて配設され、その結果、ＬＭＬ基板８０に電気接続し、タイル１２ｂのためにＲＦ接続ポートを提供する。
【００９０】
[0113] ＵＭＬＡ１８、ファズボタン基板５０、サーキュレータ基板６０、ファズボタンクレート基板７１、ＬＭＬＡ２０は、各々が、その中に複数の孔９４を有して提供される。図面で明瞭性を促進するために、各孔９４が示されているわけではなく、示された各孔にラベルがされているわけではない。孔９４の各々の少なくとも一部はねじが形成されている。一般的に符号９２が付された対応する複数のねじは孔９４を貫通し、ねじ９２のねじは孔９４内の対応するねじに螺合する。その結果、ねじ９２は、ＵＭＬＡ１８をＬＭＬＡ２０に締結し固定して（基板５０，６０，７１をその間に固定することと同様に）、その結果、組み立てられたタイル１２ｂを提供する。図１Ｂの実施形態では、放射器組立体２２内の孔９４の一部はねじが形成され、ねじが熱スプレッダ板８６及びＬＭＬＡ２０を通じて挿入され、放射器組立体２２内の孔９４のねじ部分に螺合する。再び、図面では明瞭性を促進するために、各ねじ９２が示されていないが、示された各ねじにラベルが付されているわけではない。
【００９１】
[0114] ねじ９２が孔９４を貫通可能にするために、ＵＭＬＡ１８及びＬＭＬＡ２０を有する基板の各々において、基板の各々の孔９４は整合されなければならないことは認識されるべきである。また、重要なことに、タイル１２ｂを提供する基板内に提供される任意の回路や回路要素を避けるために、孔９４は基板内に配置される。
【００９２】
[0115] １対のボス９５は、ポイント９６で熱スプレッダ板に結合されて、タイル１２ｂとの機械的なインターフェイスのためのポイントを提供する。ある実施形態では、ボス９５は、ねじが形成され、空冷による温度管理のために、液体冷却板組立体と（この例にあるように）熱交換組立体（例え、以下に記述される温度スプレッダ板８６）のいずれかを受け入れ利用可能とされる。
【００９３】
[0116] ２個のＬＭＬＡ２０だけが図１Ｂに示され、複数のＬＭＬＡ２０がＵＭＬＡ１８に取り付けられて完全なタイル型サブ配列１２を形成することは認識されるべきである。図１Ｂの実施形態では、１個のＵＭＬＡ２２のために４個のＬＭＬＡがある。しかし、一般的に、要求されるＬＭＬＡ２０の数は、少なくと一部には、タイル型サブ配列に含まれる放射要素の数に依存する。
【００９４】
[0117] この特殊な例では、各タイル型サブ配列１２は、８列のサブ配列の中で所定のパターン（ここでは三角形の格子パターン）に統一的に分配された６４個の放射アンテナ要素を含む（即ちタイル型サブ配列の各列は同じ数のアンテナ要素を含む）。図１−１Ｃの例示的なデザインでは、各ＬＭＬＡ２０は、全部で１６個のアンテナ要素１５で構成される２列のアンテナ要素１５に結合されるように適合される（図１Ｂでは各要素１５が積層型パッチ要素に対応し、各積層型パッチ要素１５が２個のパッチ要素１５ａ、１５ｂからなることはもちろん留意されたい）。異なって述べるが、各ＬＭＬＡ２０はサブ配列１２ｂの２×８部分に給電する。その結果、タイル型サブ配列１２ｂ内に８列のアンテナ要素があり、各ＬＭＬＡが２列に給電するから、４個のＬＭＬＡ２０がサブ配列１２ｂ全体に給電するように要求される。この実施形態では、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は８列のアンテナ要素を有するので、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、４個のＬＭＬＡ２０を必要とする。
【００９５】
[0118] 記述及び図面における明瞭性を促進する努力の中で、２個のＬＭＬＡ２０だけが図１Ｂの実施形態中に示されていることは認識されるべきである。しかし、上述したように、実際には、４個のＬＭＬＡ２０ａ−２０ｄがＵＭＬＡ１８の適切な領域に締結されて、完全なタイル１２ｂを提供する。
【００９６】
[0119] この例では、各ＬＭＬＡ２０は２列のアンテナ要素に給電するが、各ＬＭＬＡが３列以上又は１列のアンテナ列に電力を供給する実施形態を作ることが可能であることは理解されるべきである。例えば、タイル型サブ配列が、図１−１Ｃに示されるように８列を有すると仮定すれば、ＬＭＬＡは、１列のアンテナ要素（その中でタイル型サブ配列当たり８個のＬＭＬＡが必要とされるであろう）に結合されるように作られるであろう。或いは、他の実施形態では、ＬＭＬＡの構成は、４列のアンテナ要素（その中でタイル型サブ配列当たり２個のＬＭＬＡが必要とされるであろう）や、８列のアンテナ要素（その中でタイル型サブ配列当たりたった１個のＬＭＬＡが必要とされるであろう）に結合されるように作られるであろう。任意の特殊なタイル型サブ配列で使用すべき特殊な数のＬＭＬＡ（即ち特殊なＬＭＬＡの構造）は、多様な要素に依存する。その要素には、限定する意図はないが、タイル型サブ配列の放射要素の数、各ＬＭＬＡのコスト、タイル型サブ配列が使用される特別の用途、サブ配列でのＬＭＬＡの変化の容易性（又は困難性）（例えばＬＭＬＡが作動しなくなるとき）、ひとつが作動しなくなるときのタイル型サブ配列内のＬＭＬＡの修理、置換、他の方法での変化のコストが含まれる。当業者は、特別な用途のために特別なＬＭＬＡの構造を選択する方法を理解するであろう。
【００９７】
[0120] 各ＬＭＬＡは、１又は２以上のＴ／Ｒチャネルと関連するであろう。例えば、図１−１Ｃの実施形態では、各ＬＭＬＡ２０は、タイル型サブ配列１２ｂの一部として提供された２×８配列のアンテナ要素に結合された、２×８レイアウトで配置された１６個のＴ／Ｒチャネルを含む。その結果、４個のそのようなＬＭＬＡ２０は、完全なタイル型サブ配列内で使用される。
【００９８】
[0121] 次に、図１−１Ｂの類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図１Ｃを参照すれば、放射器組立体２２は、上方と下方のパッチ放射器１５ａ，１５ｂを有するいわゆる「積層型パッチ」エッグクレート放射器サブ組立体２２として提供されて示される。第１アンテナ要素１５ａは基板２４の表面２４ｂ上に配設され、第２アンテナ要素１５ｂは基板２８の表面２８ｂ上に配設される。２つの基板２４，２８は、エッグクレート基板２６によって離間される。放射器組立体２２と同じか類似の積層型パッチ放射器組立体の詳細は、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「スロット結合偏波放射器」と題する米国特許番号第６，６２４，７８７号に記述される。
【００９９】
[0122] ２重の積層型パッチエッグクレート放射器組立体２２は、偏波及び給電回路基板４０，３８から提供されるＵＭＬ基板３６の上方に配設される。偏波及び給電回路基板４０，３８は、複数のＲＦプリント回路基板１００−１１４から提供される。回路基板１００，１０２は、アンテナ要素給電回路を有し、回路基板１０４−１１０は、電力デバイダ回路を有し、回路基板１１２，１１４は、偏波回路を有する。この実施形態では、偏波、給電、電力デバイダ回路はいずれも、プリント回路として実行され、しかし、低コスト、低プロフィール、機能的に同等の回路を実行するための技術もまた使用されるであろう。
【０１００】
[0123] この実施形態では、回路基板１００は、それの表面上に配設されたコンダクタを有する。１対の開口部即ちスロット１０１ａ、１０１ｂが、コンダクタ１０１内に形成され、又は他の方法で提供され、ＲＦ信号は、スロット１０１ａ、１０１ｂを通じてアンテナ要素１５ａ、１５ｂに結合される。タイル型サブ配列は、その結果、非共鳴スロット結合を利用するバランスされた給電回路（図１Ｃ内に見ることはできない）を利用する。非共鳴スロット結合の使用は、２つの利益を提供する。第１に、スロット（例えばスロット１０１ａ、１０１ｂ）の使用は、実質的にスプリアスの（spurious）放射を妨げることを助けることが可能なアンテナ要素（例えばアンテナ要素１５ａ、１５ｂ）から給電ネットワークを遮蔽することを助け、第２に、非共鳴スロットが、放射器のゲインを実質的に減らすことが可能な強いバックローブ放射（共鳴スロットの特徴）を除去することを実質的に助ける。給電回路がストリップライン給電回路として実行される実施形態では、給電回路及びスロットは、ＵＭＬ基板３６の適切な部分内で提供されるめっきされたスルーホール（モード抑制ポストとして動作する）で遮断される。
【０１０１】
[0124] ＵＭＬ基板３６（偏波及び給電回路基板４０，３８で構成される）は、ファズボタン基板５０の上方に配設される。ファズボタン基板５０は、１又は２以上の電気信号経路１１６（図１Ｃでは１つの電気信号経路だけが示される）を含む。電気信号経路１１６は、ＵＭＬ基板３６の一部として含まれる回路（例えば偏波及び給電回路）とサーキュレータ基板６０上に含まれる回路との間の電気接続を提供する。
【０１０２】
[0125] サーキュレータ基板６０は、（ある実施形態ではバリウムコバルト磁石として提供される）磁石１２５当たり５個の回路基板１１９−１２３と、（ある実施形態ではガーネットフェライトとして提供される）フェライトディスク１２４と、（ある実施形態では磁石化可能なステンレス鋼として提供されるが、任意の磁石化可能な材料から提供可能な）磁極片（pole piece）１２７とで構成される。回路基板１２１上で提供されるプリント回路は、サーキュレータ回路を完成し、サーキュレータを通じて伝播するＲＦ信号のための信号経路を提供する。ある実施形態では、サーキュレータは、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた組み込みプレーナ・サーキュレータと題する米国特許番号第６，６１１，１８０号に記述された型として、実行される。サーキュレータ基板６０は、「ファズボタン」エッグクレート基板７０の上方に配設される。
【０１０３】
[0126] ブリック・スタイル（brick style）型アーキテクチャを有する配列アンテナ内に、図１Ｃに示されるＲＦサーキュレータのようなサーキュレータが、一般に、各Ｔ／Ｒチャネルと共に含まれる基板内に組み込まれることは認識されるべきである。
【０１０４】
[0127] しかし、ここに記述された発明の本実施形態では、タイル型サブ配列１２ｂのデザインは、サーキュレータをＴ／Ｒモジュールから除去し、それを分離したサーキュレータ基板６０内に埋め込む。例えば、図１Ｃ内に示される実施形態では、ＲＦサーキュレータ構成要素（例えばフェライト１２４の磁石１２５と磁極片１２７）は、低損失で低誘電率の一定のポリテトラフルオロエタン（ＰＴＦＥ）ベースの材料のような商業的に利用可能な材料の層内に「埋められ」「埋め込まれる」ことが可能である。その結果、回路基板１１９−１２３は、ＰＴＦＥベースの回路基板として提供されるであろう。
【０１０５】
[0128] サーキュレータが（Ｔ／Ｒモジュールの一部としてよりもむしろ）埋め込まれたサーキュレータとして提供されることで、Ｔ／Ｒチャネルを大きさの点で非常に減らすことが提供される。Ｔ／Ｒチャネルの大きさを減らすことで、タイル型サブ配列のアンテナ要素における更にタイトな格子スペースが達成可能である。タイトな格子のスペースは、広帯域の位相配列の適用では格子ローブ（gratinglobe）のフリーな走査量を達成するために重要であるから、望ましい。更に、埋め込まれたサーキュレータは、商業的なバッチ処理技術と、更に低コストの位相配列という結果となる商業的に利用可能な材料とを利用して提供可能である。
【０１０６】
[0129] ファズボタンエッグクレート基板７０は、エッグクレート基板７１で提供される。Ｔ／Ｒモジュール７６は、基板７０内に提供される開口部内に配設される。Ｔ／Ｒモジュールは、その上に提供されるボールグリッド配列（ＢＧＡ）１２６を有して提供される。Ｔ／Ｒモジュール７６は、ボール１２６ａに電気結合される第１信号ポートと、ボール１２６ｂに電気結合される第２信号ポートとを含む。ＢＧＡ１２６は、Ｔ／Ｒモジュール７６が配設されるＬＭＬ基板８０内で提供される電気回路及び信号経路に（例えば半田や当業者に公知の電気結合を行う他の任意の技術を介して）電気結合される。基板７１はまた、その中に提供されるファズボタン信号経路１１６を有する。ファズボタン信号経路１１６では、ＲＦ信号は、Ｔ／Ｒモジュール７６の第２ポートから、ＬＭＬ基板８０上のボール１２６ｂと電気信号経路とを通じてサーキュレータ基板６０へ伝播する。
【０１０７】
[0130] この実施形態では、ＬＭＬ基板８０は、２セットのプリント回路基板１３０，１３２で構成され、２セット１３０，１３２の各々は、それ自体、複数のプリント回路基板１３４−１４４，１４６−１５４で構成される。当業者には理解されるように、結合接着層は、ＰＣＢ１３０、１３２の一部として示されないが、ＵＭＬＢ３６内のＰＣＢ３８，４０と共に示されることは記述されるべきである。この実施形態では、回路基板１３０（これゆえに回路基板１３４−１４４）はＬＭＬ基板８０のＲＦ部分に対応し、一方、回路基板１３２（これゆえに回路基板１４６−１５４）は温度スプレッダ板８６上に配設された基板１５４と共に、ＬＭＬ基板８０のＤＣ及び論理信号部分に対応する。
【０１０８】
[0131] 参照符号１６２によって示される複数の温度経路は、Ｔ／Ｒモジュール７６からＬＭＬ基板８０を通じて、好適な実施形態で冷却された温度板として提供される温度スプレッダ板８６へ熱伝達を促進する。この実施形態では、熱スプレッダ板８６は、ＬＭＬ基板８０の基板１５４へ温度伝導性エポキシを介して結合される。いったん基板１３０，１３２が組み立てられて（例えば結合や他の方法で結合されて）ＬＭＬ基板８０を形成すると、温度ピン１６２は（図１Ｃでラベルが付されたのはそのうちの２個だけ）は、ピン１６２のかかりの付いた（barbed）第１端部が孔の中に着座してＢＧＡ１２６との適切な接触を確実にするまで、ＬＭＬ基板８０内の孔の中へと揺らされて入れられる。ピン１６２の第２端部は、ＬＭＬ基板８０を通じて短い距離だけ延在し、ピン１６２の第２端部は、温度スプレッド板８６の孔１６５の中に配設される。それから、孔１６５は、温度伝導性エポキシで埋められる。その結果、ＢＧＡ１２６は、ＲＦ信号とＤＣ及び論理信号との結合と、Ｔ／Ｒモジュール７６からの熱伝達とを達成する手段を提供する。
【０１０９】
[0132] いうまでもないことだが、他の技術もまた、スプレッダ板８６をＬＭＬＡ２０に結合されるために使用されることは認識されるべきである。また、タイル１２ｂ上のスプレッダ板の正確な配置にも関らず、そして、スプレッダ板がどのようにタイル１２ｂに結合されるか（例えば温度伝導性エポキシ、半田、温度グリース等）にも関らず、温度経路（温度経路１６２等）がＴ／Ｒモジュール７６のような熱生成デバイスをスプレッダ板８６のようなヒートシンクに結合することが好ましいということは認識されるべきである。
【０１１０】
[0133] ＲＦコネクタ９１ｂは、ＬＭＬＡ２０内のＲＦ信号経路１６８に結合される。この特殊な実施形態では、ＲＦコネクタはＧＰＰＯコネクタとして提供されるが、電気的及び機械的な特性を有して特殊な用途に適切に適合した任意のＲＦコネクタが使用されるであろう。
【０１１１】
[0134] 断続線で示され参照番号１６８でラベルされるように、ポート９１ｂに供給されるＲＦ信号は、ＬＭＬ基板８０を通じて結合され、ＢＧＡ１２６ａを通じてＴ／Ｒモジュール７６に結合される。ＲＦ信号は、Ｔ／Ｒモジュール７６を通じて伝播し、ＢＧＡ１２６ａを通じて基板１３４，１３６の間の信号経路に沿ってファズボタンエッグクレート基板７０内の信号経路１１６に結合される。信号経路１１６は、基板５０内の信号経路１１６を通じ、ＵＭＬ基板３６上の回路から供給される一連のＲＦ信号経路を通じて、サーキュラ基板６０に通じる。ＵＭＬ基板３６上のＲＦ回路は、放射器層２２に結合される２つの部分１６８ａ、１６８ｂに信号１６８を分ける。サーキュレータ基板及びＴ／Ｒモジュール７６は、システムを２方向性にするように動作することは認識されるべきである。即ち、ポート９１ｂは、入力ポート又は出力ポートのいずれとしても動作するであろう。この方法では、信号１６８は、タイル型サブ配列内のアンテナ要素のカラム（例えば図１Ｂ内に示されるタイル型サブ配列１２ｂのカラム１４ａ）に結合される。
【０１１２】
[0135] 当業者が認識するように、ＵＭＬＡ（そしてＬＭＬＡも同様）の層は、所望のマイクロウェーブ特性を有する実質的に任意のＰＴＦＥベースの材料で製造可能である。例えば、本発明では、ＵＭＬＡ及びＬＭＬＡ内に含まれるプリント回路基板は、織られたガラス布で補強された材料で製造される。
【０１１３】
[0136] ＬＭＬＡは、パッケージレスＴ／Ｒチャネルと埋め込まれたサーキュレータ層サブ組立体とを集積することは認識されるべきである。上述のように、好適な実施形態では、ＬＭＬＡは、ボールグリッド配列（ＢＧＡ）の相互接続アプローチを使用してＵＭＬＡに結合される。パッケージレスＴ／Ｒチャネルは、高価なＴ／Ｒモジュールパッケージ要素と、関連する組立コストとを省く。パッケージレスＬＭＬＡの主要なビルディング・ブロックの１つは、下方多層基板（ＬＭＬＢ）である。ＬＭＬＢは、ＲＦ，ＤＣ及び論理信号分配及び埋め込みサーキュレータ層を集積する。すべてのＴ／ＲチャネルＭＭＩＣ及び構成要素、ＲＦ，ＤＣ／論理コネクタ、温度スプレッダインターフェイス板のすべては、ピックアンドプレース（pick and place）設備を使用して、ＬＭＬＡ上に組み立て可能である。以下の図７は、直接のチップ取り付け実施形態を図解する。その実施形態では、ＭＭＩＣチップは、Ｔ／Ｒチャネル当たり比較的高ピークの送信電力を有することが所望の応用のために、ＬＭＬＢの最下層に直接に取り付けられる。
【０１１４】
[0137] 次に、図２を参照すれば、例示的なタイル型サブ配列２００の一部は、第１インターフェイス２０５、サーキュレータ２０６、第２インターフェイス２０７を通じて、下方多層組立体（ＬＭＬＡ）２０４に結合された上方多層組立体（ＵＭＬＡ）２０２を含む。例えば、インターフェイス２０５は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたファズボタン、インターフェイス５０に類似の型として提供され、サーキュレータ２０６は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたサーキュレータ基板６０に類似の型として提供され、インターフェイス２０７は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたファズボタンエッグクレートインターフェイス７１に類似の型として提供されるであろう。
【０１１５】
[0138] ＵＬＭＡ２０２は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたＵＭＬＡ１８等のＵＭＬＡ内に含まれる回路の型を図解する。ＵＭＬＡ２０２は、給電回路２１０に電気結合されたアンテナ要素２０８を含む。好適な実施形態では、給電回路２１０は、バランスされた給電回路として提供される。この特殊な実施形態では、給電回路２１０は、偏波制御回路２１１の入力に結合された１対のポートを有すると示される。この実施形態では、偏波制御回路は、直交ハイブリッド回路２１６に結合された電力デバイダ回路２１２から提供される。しかし、電力デバイダ回路とハイブリッド回路以外の回路は、偏波制御回路を実行するために使用されることは、当業者が認識するだろう。
【０１１６】
[0139] 図２の実施形態では、デバイダ回路２１２は、１対のウィルキンソン型電力デバイダ２１４ａ、２１４ｂから提供される。他の実施形態では、ウィルキンソン型電力デバイダ以外の電力デバイダもまた使用されるであろう。電力デバイダ回路２１２は、直交ハイブリッド回路２１６のポート２１６ａ、２１６ｂの各１つに結合された１対のポート２１２ａ、２１２ｂを有する。ハイブリッド回路２１６の第２の１対のポート２１６ｃ、２１６ｄは、ＵＭＬＡポート２０２ａ、２０２ｂに導く。
【０１１７】
[0140] 上述したように、ＵＭＬＡ２０２は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述したＵＭＬＡ１８等のＵＭＬＡ内に含まれる回路のいくつかを図解するように意図される。その結果、図と関連する記述において明瞭性を促進するために、アンテナ要素２０８は、ＵＭＬＡ２０２を介してＬＭＬＡに結合されたそれらのアンテナ要素だけを代表する。その結果、図２の要素２０８は、タイル型サブ配列における（例えばタイル型サブ配列だけが単一のＬＭＬＡを含む実施形態における）アンテナ要素のすべてを代表し、或いは、代替的には、図２の要素２０８は、タイル型サブ配列における（例えばタイル型サブ配列が多数のＬＭＬＡを含む実施形態における）全数のアンテナ要素の一部だけを代表する。
【０１１８】
[0141] 違って述べれば、アンテナ要素２０８は、ＵＭＬＡ２０２を介してＬＭＬＡに結合された全体のタイル型サブ配列内のアンテナ要素の一部を代表する。図１Ｃに連携して上述されたように、タイル型サブ配列（例えば図１−１Ｃ内のタイル型サブ配列１２ｂ）は、単一のＵＭＬＡ（例えば図１Ａ−１Ｃ内のＵＭＬＡ１８）から提供され、そこに結合された多数のＬＭＬＡを有する。代替的には、タイル型サブ配列（例えば図１−１Ｃ内のタイル型サブ配列１２ｂ）は、単一のＵＭＬＡ（例えば図１Ａ−１Ｂ内のＵＭＬＡ１８）及びそこに結合された単一のＬＭＬＡから提供される。そこでは、単一のＬＭＬＡは、ＵＭＬＡからそこに提供されるすべての信号を処理するために必要とされるＴ／Ｒモジュールの数を含む。
【０１１９】
[0142] 図２内に示されるＬＭＬＡ２０４は、給電ネットワーク２１０を通じてアンテナ要素２０８に結合された単一の送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルだけを含むことは認識されるべきである。その結果、単一のＴ／Ｒチャネルは、単一のアンテナ要素に結合される。しかし、他の実施形態では、単一のＴ／Ｒチャネルは、複数のアンテナ要素に結合されるであろう。また、ＬＭＬＡは、単一のＴ／Ｒチャネルだけを含むように示されるが、他の実施形態では、各ＬＭＬＡは、多数のＴ／Ｒチャネルを有して提供されるであろう。
【０１２０】
[0143] 実際のシステムでは、全体のタイル型サブ配列は、複数のＴ／Ｒチャネルを含み、記述と図面における明瞭性を促進するための努力において、単一のチャネルだけが、図２の実施形態では使用されることが認識されるべきである。その結果、ＬＭＬＡが単一のＴ／Ｒチャネルだけを含むように図解することは、制限するものとして構成される意図でなく、そのように解釈されるべきでない。
【０１２１】
[0144] 図２は、図１−１Ｃと連携して上述されたタイル型サブ配列１２ａ−１２ｘのひとつに含まれる型であるような単一のＴ／Ｒチャネルの要素を示すことは認識されるべきである。もちろん、本発明の様々な実施形態に従って提供されたタイル型サブ配列１２ａ−１２Ｘ（図１）の各々が複数のそのようなＴ／Ｒチャネルを含むことが可能である（そして、一般に含むであろう）ことは、当業者が認識するであろう。
【０１２２】
[0145] ＵＭＬＡポート２０２ａ，２０２ｂは、インターフェイス回路２０５、サーキュレータ回路２０６、インターフェイス２０７を通じて、ＬＭＬＡ２０４のポート２０４ａ，２０４ｂに結合される。特に、インターフェイス回路２０６は、ＲＦ信号がＵＭＬＡからＬＭＬＡに伝播可能な信号経路を含む。信号経路の少なくとも一部は、図１Ａ−１Ｃに連携してここに上述したように、いわゆるファズボタン回路から提供されるであろう。
【０１２３】
[0146] ＬＭＬＡ２０４は、Ｔ／Ｒモジュール２３０を含む。Ｔ／Ｒモジュールは、受信信号経路２３１と送信信号経路２５０とを含む。ＵＭＬＡポート２０２ａ，２０２ｂからの信号は、ポート２０４ａ、２０４ｂで受信信号経路２３１に結合される。第１偏波を有する信号はＵＭＬＡ２０２からポート２０４ａに結合し、第２の異なる偏波を有する信号はＵＭＬＡ２０２からサーキュレータ基板２０６を通じてポート２０４ｃに結合される。
【０１２４】
[0147] 受信信号経路は、１対の単一極二重スロー（single pole double throw）（ＳＰＤＴ）スイッチ２３２，２３４を含む。スイッチ２３２，２３４は、（各々が異なる偏波を有する）２つの信号の所望のひとつをポート２０４ａ、２０４ｃから好適な実施形態で低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２３６として提供される増幅器２３６の入力ポートへ結合するように協働する。スイッチ２３２，２３４が図２に示されるように配置されて、ポート２０４ａでの信号はＬＮＡ２３６の入力ポートに供給される。スイッチ２３２，２３４のスイッチアームが図２に破断線で示されるように配置されて、ポート２０４ｃでの信号はＬＮＡの入力ポートに供給される。
【０１２５】
[0148] ＬＮＡ２３６に供給される信号は、適切に増幅され、ＳＰＤＴスイッチ２３８に結合される。ＳＰＤＴスイッチ２３８のスイッチアームは、受信位置または送信位置のいずれかに配置可能である。（図２に示されるように）受信位置では、ＳＰＤＴスイッチ２３８は、ＬＮＡ２３６の出力から位相シフタ２４０の入力に信号経路を提供する。信号は、位相シフタを介して増幅制御回路２４２（例えば減衰器２４２）に、そして、ＲＦＩ／Ｏ回路２４６に結合される。回路２４６は、ＲＦ，ＤＣ、論理信号をＴ／Ｒモジュール２３０の出力内に結合する。
【０１２６】
[0149] ＳＰＤＴスイッチ２３８、位相シフタ２４０、増幅制御回路２４２のすべてもまた、送信信号経路２５０の一部である。ＴＲモジュールが動作の送信モード状態にあるとき、ＳＰＤＴスイッチ２３８のスイッチアームは、送信位置に配置される（即ち位相シフタ２４０と増幅器２５２への入力との間に低損失信号経路を提供するために）。スイッチ２３８のアームがそのように配置されて、送信信号源（図２内には示されない）からの信号は、分配回路２４６のＲＦ部分を通じて、減衰器２４２、位相シフタ２４０、スイッチ２３８を通じて、電力増幅器２５２として好適に提供される増幅器に結合される。
【０１２７】
[0150] 電力増幅器は、適切に増幅された信号（または送信信号として参照される）をインターフェイス２０７を通じてサーキュレータ２０６のポート２０６ａに提供する。サーキュレータ２０６の第２ポート２０６ｂはインターフェイス２０５を通じてＵＭＬＡポート２０２ｂに結合され、サーキュレータの第３のポート２０６ｂはスイッチ２３２を通じて終端２５４に結合される。
【０１２８】
[0151] それから、送信信号は、偏波制御回路２１１を通じて給電回路２１０に結合され、最後に、ＲＦ送信信号を出射するアンテナ要素２０８に結合される。
【０１２９】
[0152] Ｔ／Ｒモジュール７６は、タイル型サブ配列１２内の能動型回路の実質的にすべてを含むことは認識されるべきである。図１−１Ｃと連携して上述したように、Ｔ／Ｒモジュール７６は送信及び受信信号経路を含み、各経路はＬＭＬＡ２０内のビーム形成器に結合される。
【０１３０】
[0153] ある実施形態では、ＬＮＡ２３６はコンパクトなガリウム砒素（ＧａＡｓ）低ノイズ増幅器として提供され、電力増幅器２５２はコンパクトなＧａＡｓ電力増幅器として提供される。図２では示されないが、いくつかの実施形態では、ＴＲモジュールはまた、スイッチ２３２，２３４，２３８、位相シフタ２４０、または、振幅制御回路２４２のいくつか又はすべてを制御するためのシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）制御モノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）も含む。
【０１３１】
[0154] 次に図３を参照すれば、ＵＭＬＡ２６０は、ＵＭＬＢ２６４の上方に配設された（図１−１Ｃに関連して上述した組立体２２と同じか類似の）エッグクレート放射器組立体２６２で構成される。ＵＭＬＢ２６４は、２つのサブ組立体３１０，３１２で構成される。サブ組立体３１０，３１２の各々は製造され、それから、層２７４を介して結合され、ＵＭＬＢ２６４を提供する。好適な実施形態では、層２７４は、結合層２７４に対応する。ひとつの特殊な実施形態では、層２７４は、キャネート・イースター樹脂Ｂステージ（Cyanate Ester resin B-stage）（例えばＷ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエイツ（W. L. Gore & Associates）によって製造されて、スピードボード−Ｃ（Speedboard-C）（登録商標）の商標名で販売される）として提供される結合層２７４に対応する。エッグクレート放射器及びＵＭＬＢサブ組立体２６２，２６４は、それから、結合されるか、他の方法で固定されて、ＵＭＬＡ２６０を提供する。エッグクレート放射器２６２及びＵＭＬＡ２６４は、固定されて、導電性エポキシ結合フィルムを介して達成される。当業者には公知の任意でマイクロウェーブ回路サブ組立体を適切に固定する他の結合又は締結の技術もまた使用されるであろうということを、当業者はもちろん認識するであろう。好適な実施形態では、ＵＭＬＡ２６０は、結合された組立体として提供されることは認識されるべきである。しかし、本発明に従えば、最終的に結合されたＵＭＬＡ組立体は、多数の被覆、結合及び組立工程の結果である。
【０１３２】
[0155] ＵＭＬＡのための多段階の被覆、製造、組立工程は、いくつかの有利な点という結果となる。
（ａ）各サブ組立体２６２，３１０，３１２は、別個にテストされ、所望の電気的及び／又は機械的な性能特性に適合しない或いは凌ぐことのない任意のサブ組立体２６２，３１０，３１２は特定されて、修理されるか、ＵＭＬＡを形成するために使用されないであろう。
（ｂ）各サブ組立体３１０，３１２は、別個にテストされ、所望の電気的及び／又は機械的な性能特性に適合しない或いは凌ぐことのない任意のサブ組立体３１０，３１２は特定されて、修理されるか、ＵＭＬＢを形成するために使用されないであろう。
（ｃ）サブ組立体２６２，３１０，３１２の別個の製造は、各サブ組立体の製造工程が、そのサブ組立体の最大歩留まりを求めて個別に最適化されることを可能にする。
（ｄ）既知の「良好な」サブ組立体３１０，３１２だけがＵＭＬＢを製造するために使用されるので、これは高歩留まりのＵＭＬＢ製造工程という結果となる。
（ｅ）既知の「良好な」サブ組立体２６２，３１０，３１２だけがＵＭＬＡを製造するために使用されるので、これは高歩留まりのＵＭＬＡ製造工程という結果となる。
（ｆ）それから結合層を介して固定されるサブ組立体２６２，３１０，３１２の別個の製造は、各サブ組立体２６２，３１０，３１２のための結合接着剤と結合温度の更に広範な選択という結果となり、各サブ組立体２６２，３１０，３１２のための改善された機械的な性能に導く。
その結果、ＵＭＬＡ２６０のために開発された製造及び組立のアプローチは、製造歩留まりを著しく改善する堅牢な機械的デザインを生成する。
【０１３３】
[0156] ある特殊な実施形態では、エッグクレート放射器２６２及びＵＭＬＢ２６４のサブ組立体は、共に、０．５ｍ×０．５ｍの大きさで、その結果、ＵＭＬＡは、０．５ｍ長×０．５ｍ幅（１９．７インチ×１９．７インチ）である。ＵＭＬＡ２６０は、一般に約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の厚さ又は高さＨ1を有して提供され、各ＲＦチャネルが約０．１６オンス（４．６５グラム）の重さを備えた１０２４個の２重サーキュレータ偏波ＲＦチャネルを有する。更に、上述された多段階の被覆及び製造工程を備えて、ＵＭＬＡの各回路層は、ＰＷＢ産業の標準的な工程と製造許容値と商業的に利用可能な材料とを使用して製造可能である。
【０１３４】
[0157] ある実施形態では、２つのサブ組立体３１０，３１２は、ＦＥＰ結合接着剤２６７の０．０５０８ミリメートル（２ミル）厚の層で分離された０．２５４ミリメートル（１０ミル）厚のタコニックＲＦ−３０誘電体回路基板２６６，２６８，２７０，２７２，２７６，２７８，２８０，２８２の被覆層で構成される。上述したように、エッグクレート放射器２６２とＵＭＬＢ２６４との間の結合は、導電性エポキシフィルムを介して達成可能である。好適なアプローチでは、サブ組立体３１０，３１２は、最初に固定されてＵＭＬＢ２６４を形成し（即ちサブ組立体３１０，３１２を分離する接地平面間にスピードボード−Ｃ（登録商標）結合接着剤を使用して基板３１０，３１２は結合される）、ＵＭＬＢ２６４は、それからエッグクレート放射器２６２に固定されてＵＭＬＡ２６０を形成する。
【０１３５】
[0158] ＵＭＬＢ２６４は、複数の垂直の相互接合部２９０−３０６を含むことは認識されるべきである。垂直の相互結合部２９０−３０６はまた、ときとして、「ＲＦビア」としてここに参照される。ＲＦビア２９０−３０６は、ＵＭＬＢ２６４を有する回路基板２６６−２８２の異なる層上に提供される回路間又は信号経路間にＲＦ信号経路を提供する。
【０１３６】
[0159] 例えば、サブ組立体３１０では、回路基板２７０は、それの層２７０ｂ上に配設された５０オームの入力ポートから２５オームの出力ポートのウィルキンソン型抵抗デバイダを有して提供される（抵抗デバイダの部分３２０だけが図３の断面図で見ることができる）。抵抗デバイダの部分３２０は、ＲＦビア２９４，２９６を介して、回路基板２６８の層２６８ａ上のストリップライン給電回路３２２に結合される（給電回路３２２の一部だけが図３の断面図で見ることができる）。それから、給電回路３２２は、ＲＦ信号を１又は２以上のスロット放射器３１４ａに提供する。スロット放射器は、エッグクレート放射器サブ組立体２６２の一部として提供された１対の積層型パッチ放射器を励起する。
【０１３７】
[0160] 同様に、サブ組立体３１２は、回路基板２８０の層２８０ｂ上の５０オームの入力ポートから５０オームの３ブランチの直交ハイブリッド回路３２４と、回路基板２７８の層２７８ａ上の５０オームの入力ポートから２５オームの出力ポートのウィルキンソン型抵抗デバイダ３２６とを含む（回路３２４，３２６の部分だけが図３で見ることができる）。直交ハイブリッド３２４は、そこに提供される入力信号を分けて、アンテナ内の偏波制御を提供するために必要な±９０度の位相関係を提供する（例えば図２に連携して上述されたような偏波制御回路内で）。特に、±９０度の位相関係は、アンテナ内の左手及び右手のサーキュラ偏波を達成するために必要である。ウィルキンソン型抵抗デバイダ３２０，３２６は、信号を再度分けて、サブ組立体２６２内の放射器２６３ａ、２６３ｂに供給する空間的に（spatially）直交の信号を提供する。ウィルキンソン型ポート供給２９４，２９６，３０４，３０６で奇数モード（odd-mode）の励起を停止することで、配列がボアサイトを走査停止されるとき（is scanned off bor sight）、抵抗器は軸方向のレシオ性能を改善する。抵抗器は、例えばオメガ−プライ（登録商標）のような銅フィルムの一部として提供可能であり、或いは、インクやチップ抵抗器として回路基板の誘電体材料上の銅回路に直接に適用可能である。ＲＦ相互接続部２９０，３０２は、層２７０ｂ、２７８ａ上に提供される直交ハイブリッド回路３２４とウィルキンソン型デバイダ回路３２０，３２６とを電気結合する。
【０１３８】
[0161] ＲＦ接続部２９４，２９６は、ＵＭＬＢ２６４の単一のサブ組立体（即ちサブ組立体３１０）内の層上で提供される回路を相互接続することは認識されるべきである。同様に、ＲＦ相互接続部２９２，３０２は、サブ組立体３１２（即ちＵＭＬＢ２６４の単一のサブ組立体）内の異なる層上で提供される回路を相互接続する。
【０１３９】
[0162] しかし、ＲＦ相互接続部２９０，３０４，３０６は、ＵＭＬＢ２６４の異なるサブ組立体内の異なる層上で提供される回路を相互接続する。例えば、ＲＦ相互接続部３０４，３０６は、層上２７８ａ上で提供されるウィルキンソン型デバイダ回路３２６と、層２６８ａ上で提供される給電回路３２２とを電気結合し、一方、ＲＦ相互接続部２９０は、層２８０ｂ上で提供される直交ハイブリッド回路３２４と、層２７０ｂ上で提供されるデバイダ回路３２０とを電気結合する。ＲＦ相互接続部２９０は、ＲＦ相互接続部３０４，３０６と同様、ＵＭＬＢ２６４の最下層（即ち層２８２ｂ）からＵＭＬＢ２６４の最上層（即ち層２６６ａ）まで延在するから、ＲＦ相互接続部２９０，３０４，３０６は、ＵＭＬＢ２６４上の任意の層上の回路を結合可能である。
【０１４０】
[0163] 上述のように、限定する意図はないが、ＵＭＬＡ２６０の製造コストを含む理由で、ＵＭＬＢ２６４のサブ組立体３１０，３１２を製造するために標準的なＰＷＢ製造工程を利用することは望ましい。
【０１４１】
[0164] しかし、そのような製造技術を利用するとき、ＲＦ「スタブ」は、（一般に知られるようにＲＦビアを取り囲んで提供可能なモード抑制ビアと同様に）ＲＦビアを製造するために、標準的な穿孔とめっきの工程から製造される。ＲＦスタブは、ＲＦビアと伝送線コンダクタとの間の相互セクション（又はジャンクション）（例えばストリップラインＲＦ伝送線の中央コンダクタ）の上方及び／又は下方に延在するＲＦビアのその部分である。ＲＦスタブは、２つの（又はそれ以上の）ＲＦ伝送線が接続されるとき、製造される。
【０１４２】
[0165] 図３のＵＭＬＡにおいて、２つの内部の回路層を接続するためにＲＦビアの穿孔とめっきからＵＭＬＢ内で製造された４つの明確なＲＦスタブがある。第１に、サブ組立体３１０では、スタブ３９０，３９２は、上方のウィルキンソン型デバイダ回路層（例えば層２７０ｂ上の回路３２０）と給電回路層（例えば層２６８ａ上の回路３２２）との間の接続内で起こる。第２に、サブ組立体３１２では、スタブ３９３，３９４は、直交ハイブリッド回路層（例えば層２８０ｂ上の回路３２４）と下方のウィルキンソン型デバイダ回路層（例えば層２７８ａ上の回路３２６）との間の接続内で起こる。第３に、スタブ４２０（図５）と４２２とは、直交ハイブリッド回路層（例えば層２８０ｂ上の回路３２４）と上方のウィルキンソン型デバイダ回路層（例えば層２７０ｂ上の回路３２０）との間の接続内で起こる。第４に、図３には示されないが、スタブは、下方のウィルキンソン型回路層（即ち層２７８ａ）と給電回路層（即ち層２６８ａ）との間の接続の結果として起こることがある。サブ組立体３１０がサブ組立体３１２に結合され、或いは、その他の方法で固定されるとき、第３及び第４の状況が起こることは認識されるべきである。その結果、単一のサブ組立体内における異なる層上の回路間の接続の結果として、或いは、多数のサブ組立体における異なる層上の回路間の接続の結果として、スタブは起こることがある。
【０１４３】
[0166] 多数の回路基板及び回路層を有する従来のマイクロウェーブ組立体では、ＲＦスタブは、ＲＦビアの直径より大きな径のドリルを使ってＲＦビアを穿孔することでＲＦビアのスタブ部分が物理的に除去される、別個のいわゆる「バックドリル操作」によって除去される。穿孔操作後に残る結果としての孔は、非導電性のエポキシで埋め戻される。
【０１４４】
[0167] この加えられた製造段階（即ちバックドリル操作）は、２つの結果を有する。第１に、ＲＦ性能は、ＲＦジャンクションを越えて延在する誘電体「スタブ」によって品位を低下させる。エポキシの充填は、一般に、回りを取り囲むマイクロウェーブ被覆の誘電率が一定で損失を有するという電気特性に適合せず、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の温度膨張係数のような機械的特性は、エポキシとマイクロウェーブ被覆との間で適合しない。その結果、ＲＦ相互接続部の動作帯幅は減り、ＲＦ性能（リターン損失、挿入損失）のチャネル間トラッキングは品位を低下させる。第２に、工程は、重要なコストとリードタイムとを加える。これらの２つの結果は、充填材の電気的及び機械的特徴と回路基板との間の少なくとも製造許容値と変動量の結果であり、システムの性能能力を減らす。
【０１４５】
[0168] しかし、本発明のタイル型サブ配列は、「ＲＦマッチングパッド」を利用することで、すべてのＲＦビアスタブのバックドリルと埋め戻しとを除去し、それによって、ＲＦビアスタブは、ＲＦ動作周波数帯にわたって電気的に「適合」される。ＲＦマッチングパッド技術は、導電性材料がブランク層（即ち銅を有しない層）上、或いは、接地プレイン層（リリーフ領域を備える）の中で提供される技術であり、標準的な低アスペクト比の穿孔及びめっき製造操作が内部の回路層を接続し、Ｘバンド（８ＧＨｚ−１２ＧＨｚ）にわたって低挿入損失のＲＦ伝送を製造するＲＦビアを製造可能にする。ＲＦマッチングパッドアプローチで、すべてのＲＦ及びモード抑制ビアは、同時に、組立体全体を通じて穿孔されめっき可能である。バックドリルと埋め戻しに関連した製造コストは、完全に除去される。更に、穿孔の許容値と埋め戻し剤の許容値によるチャネル間の変動量が除去されてきたので、ＲＦ性能は改善された。
【０１４６】
[0169] 図３の実施形態では、ＲＦマッチングパッドは、接地平面回路層（即ち層２２６ａ、２６８ｂ、２７０ａ、２７２ｂ、２７４ａ、２７８ｂ、２８０ａ、２８２ｂ）内の導電性ディスク（管状のリングリリーフ領域によって囲まれる）から提供される。ＲＦマッチングパッド技術は、ＲＦ相互接続部とＲＦ伝送線との相互セクションによって形成されるＲＦジャンクションを越えて、１／４波長かそれ以下だけ延在する任意のＲＦスタブに適用可能な一般的なアプローチである。
【０１４７】
[0170] 次に、図３の類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図４−４Ｃを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９４は、回路基板２６６の層２６６ａ上の第１端部から回路基板２７２の層２７２ｂ上の第２端部に延在するように明確に見られることが可能である。図３に関連して議論するように、ＲＦ相互接続部２９４は、回路層２７０ｂ上の伝送線３２０を回路層２６８ａ上の伝送線３２２に結合する。図３，４に示される実施形態では、ＲＦ伝送線３２０，３２２の各々は、ストリップライン構成の接地平面に対応して、各々がコンダクタ３２０ａ、３２０ｂと３２２ａ、３２２ｂを備えた、ストリップライン伝送線の中央コンダクタに対応する。
【０１４８】
[0171] 第１ＲＦスタブ３９０は、伝送線３２０とＲＦ相互接続部２９４との間のジャンクション（相互セクション）の結果として起き、第２ＲＦスタブ３９２は、伝送線３２２とＲＦ相互接続部２９４との間のジャンクション（相互セクション）の結果として起こる。ＲＦ相互接続部２９４の第１端部は、ＲＦ相互接続部２９４に接続される第１導電性領域４０８から提供されるＲＦマッチングパッド４０７を有して提供される。この実施形態では、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、円盤形状のコンダクタ４０８として提供される。第１導電性領域（例えば円盤形状のコンダクタ４０８）は、コンダクタ４０８を接地平面３２２ａから電気絶縁する非導電性リリーフ領域４０９によって囲まれる。この実施形態では、リリーフ領域４０９は、第１の内側の直径と第２又は外側の直径とによって画定された管状リングとして提供される。
【０１４９】
[0172] 同様に、ＲＦ相互接続部２９４の第２端部は、接地平面３２０ｂをコンダクタ４１１から分離する非導電性リリーフ領域４１２によって囲まれた第１導電性領域４１１から提供されるＲＦマッチングパッド４１０を有して提供される。
【０１５０】
[0173] ＲＦマッチングパッド４０７，４１０の大きさと形状は、各々のＲＦスタブ３９２，３９０の任意のインピーダンス及び／又は伝送特性を「調節する」（又は「適合する」）ように選択される。ＲＦマッチングパッド４０７は、ＲＦマッチングパッド４１０と同じ大きさ又は形状である必要がないことは認識されるべきである。即ち、ディスク４０８，４１１の直径は、同じである必要はない。また、管状リング４０９，４１２の内側の直径及び外側の直径は、同じである必要はない。むしろ、各ＲＦマッチングパッド４０７，４１０は、所望の機械的及び電気的性能特性を有するＲＦ相互接続部２９４を最も効率的に提供する形状と寸法（即ち大きさ）を有して提供される。
【０１５１】
[0174] また、以下に図６、６Ａと連携して説明するように、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域の形状は、円盤である必要はない。むしろ、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。同様に、リリーフ領域（例えば領域４０９，４１２）は、管状形状を有して提供される必要はない。むしろ、第１導電性領域が起こる層上の接地平面からリリーフ領域がＲＦマッチングパッドの第１導電性領域（即ち領域４０８，４１１）を実質的に電気絶縁する限り、リリーフ領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。例えば、図４に示されるように、接地平面３２２ａは導電性領域４０８と同じ回路層上にある。その結果、リリーフ領域４０９は（導電性領域４０８の大きさ及び／又は形状にもかかわらず）、導電性領域４０８を接地平面コンダクタ３２２ａから電気絶縁すべきである。
【０１５２】
[0175] ＲＦマッチングパッドは、図４Ｃ内の伝送線セクション３２１によって図解されるように、伝送線のインピーダンスマッチングセクションで利用されることもまた認識されるべきである。マッチングセクション３２１のインピーダンス特性の効果は、ＲＦマッチングパッド４１０の設計の際に（即ち形状と寸法の選択の際に）考慮されるべきである。
【０１５３】
[0176] 次に図４Ｄを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９４の挿入損失と周波数の関係のプロットが示される。
【０１５４】
[0177] 次に、図３の類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図５−５Ｃを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９０は、回路基板２６６の層２６６ａ上の第１端部から回路基板２８２の層２８２ｂ上の第２端部に延在するように明確に見られることが可能である。図３と連携して議論されるように、ＲＦ相互接続部２９０は、回路層２７０ｂ上の伝送線３２０を回路層２８０ｂ上の伝送線３２４に結合する。伝送線３２０がサブ組立体３１０内に配置され、伝送線３２４がサブ組立体３１２内に配置されることは記述されるべきである。その結果、ＲＦ相互接続部２９０は、サブ組立体３１０とサブ組立体３１２の両方を通過する。
【０１５５】
[0178] 図３、４Ａに示される実施形態では、ＲＦ伝送線３２０，３２４の各々は、各々、コンダクタ３２０ａ、３２０ｂと３２４ａ、３２４ｂを備えたストリップライン伝送線の中央コンダクタに対応することは認識されるべきである。
【０１５６】
[0179] ＲＦスタブ４２０，４２２は、伝送線３２０とＲＦ相互接続部２９０との間のジャンクション（又は相互セクション）の結果として起こる。追加のＲＦスタブ４２２は、伝送線３２４とＲＦ相互接続部２９０との間のジャンクション（又は相互セクション）の結果として起こる。
【０１５７】
[0180] スタブ４２０−４２２によるＲＦ相互接続部２９０上の効果を減らすために、ＲＦ相互接続部２９０は、複数のＲＦマッチングパッド４２４，４２６，４２８，４３０，４３２を有して提供される。ＲＦマッチングパッド４２４は、ＲＦ相互接続部２９０に結合された第１導電性領域４３４から提供される。この実施形態では、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、円盤形状のコンダクタ４３４として提供される。第１導電性領域４３４は、コンダクタ４３４を接地平面３２２ａから電気絶縁する非導電性リリーフ領域４３６によって囲まれる。この実施形態では、リリーフ領域４３６は、第１の（又は内側の）直径及び第２の（又は外側の）直径によって画定される管状リングとして提供される。
【０１５８】
[0181] 同様に、ＲＦマッチングパッド４２６，４２８，４３０，４３２の各々は、非導電性リリーフ領域４３９，４４１，４４３，４４５の各々のひとつによって囲まれる第１導電性領域４３８，４４０，４４２，４４４の各一つを含む。リリーフ領域４３９，４４１，４４３，４４５の各々は、導電性領域４３８，４４０，４４２，４４４を各々、接地平面３２０ａ、３２０ｂ、４５０，３２４ｂから電気絶縁する。
【０１５９】
[0182] ＲＦマッチングパッド４２４−４３２の大きさと形状は、各々のＲＦスタブ４２０，４２１，４２２の任意のインピーダンス及び／又は伝送特性を「調節する」（又は「適合する」）ように選択される。ＲＦマッチングパッドが、互いと同じ大きさや形状である必要がないことを認識するべきである。即ち、ディスク４３４，４３８，４４０，４４２，４４４の直径は、同じである必要でない。また、管状リング４３６，４３９、４４１，４４３，４４５の内側の直径及び外側の直径は、同じである必要はない。むしろ、各ＲＦマッチングパッド４２４−４３２は、所望の機械的及び電気的性能特性を有するＲＦ相互接続部２９０を最も効率的に提供する形状と寸法（即ち大きさ）を有して提供される。
【０１６０】
[0183] また、以下に図６、６Ａと連携して説明するように、ＲＦマッチングパッド４２４−４３２の第１導電性領域の形状は、円盤である必要はない。むしろ、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。同様に、リリーフ領域は、管状形状を有して提供される必要はない。むしろ、第１導電性領域が起こる層上の接地平面からリリーフ領域がＲＦマッチングパッドの第１導電性領域を実質的に電気絶縁する限り、リリーフ領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。例えば、図５に示されるように、接地平面３２０ａは導電性領域４３８と同じ層上にある。その結果、リリーフ領域４３９は（導電性領域４２６の大きさ及び／又は形状にもかかわらず）、導電性領域４３８を接地平面コンダクタ３２０ａから電気絶縁すべきである。
【０１６１】
[0184] ＲＦマッチングパッドは、図５Ｃ内の伝送線セクション３２１’によって図解されるように、伝送線のインピーダンスマッチングセクションで利用されることもまた認識されるべきである。マッチングセクション３２１’のインピーダンス特性の効果は、ＲＦマッチングパッドの設計の際に（即ち形状と寸法の選択の際に）考慮されるべきである。
【０１６２】
[0185] 次に、図５Ｄを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９０の挿入損失と周波数の関係のプロットが示される。
【０１６３】
[0186] 次に、図６、６Ａを参照すれば、１対の幾何形状４６０、４６２は、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域及び／又はリリーフ領域が提供される形状を図解する。上述したように、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域（例えば図４Ａ，４Ｂ内の領域４０８，４１１や、図５内の領域４３４，４３８，４４０，４４２，４４４）は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。同様に、リリーフ領域（例えば図４Ａ，４Ｂ内の領域４０９，４１２や図５内の領域４３６，４３９，４４１，４４３，４４５）は、管状形状を有して提供される必要はない。むしろ、第１導電性領域が起こる層上の接地平面からリリーフ領域がＲＦマッチングパッドの第１導電性領域を実質的に電気絶縁する限り、リリーフ領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。その結果、それらの大きさ及び／又は形状にもかかわらず、リリーフ領域は導電性領域を接地平面コンダクタから電気絶縁すべきである。
【０１６４】
[0187] ＲＦマッチングパッドの導電性領域及びリリーフ領域は、限定する意図はないが、長方形、正方形、円形、三角形、菱形、円弧形状を含む任意の形状を有して提供されるであろう。また、ＲＦマッチングパッドの導電性領域及びリリーフ領域は、上記形状の任意の組み合わせから提供されるであろう。また、ＲＦマッチングパッドの導電性領域及びリリーフ領域は、規則的及び非規則的形状の任意の組み合わせから提供されるであろう。
【０１６５】
[0188] 次に図７を参照すれば、タイル型サブ配列４７０は、ＲＦ回路基板４７４上に配設されたＴ／Ｒモジュール回路基板４７２を含む。ＤＣ／論理回路基板４７６は、ＲＦ回路基板の上方に配設される。サーキュラ回路基板４７８は、ＤＣ／論理回路基板の上方に配設される。Ｔ／Ｒモジュール回路基板、ＲＦ回路基板、ＤＣ／論理回路基板、及びサーキュラ回路の各々は、図１Ａ−２と連携して上述されたＴ／Ｒモジュール回路、ＲＦ回路、ＤＣ／論理回路及びサーキュラ回路と実質的に同じ機能を実行する。
【０１６６】
[0189] 最後に、ＵＭＬＡ４８０は、サーキュラ回路基板の上方に配設される。ＵＭＬＡは、図１Ａ−５と連携して、上述されたＵＭＬＡと同じ又は類似であろう。
【０１６７】
[0190] 図７の実施形態は、Ｔ／Ｒモジュール４７２がＬＭＬＢの最下層に直接に取り付けられるであろうことを図解する。即ち、ＬＭＬＢの最下層にＭＭＩＣチップを直接取り付けるアプローチ（ＭＭＩＣチップは示されない）は、使用されるであろう。このアプローチは、Ｔ／Ｒチャネル当たり比較的高ピークの送信電力が所望されるこれらの適用において有利であろう。
【０１６８】
[0191] 次に、いくつかの図面を通じて類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図８−８Ｄを参照すれば、パネルアーキテクチャを有する例示的な能動型電気走査配列（ＡＥＳＡ）は、符号５００を付された集積ヒートシンクパネル組立体を含む。パネル組立体５００は、それに結合されたヒートシンク５０４を有するパネルアレイ５０２（又は更に簡潔にパネル５０２）を含む。
【０１６９】
[0192] 以下に図９に連携して詳細に記述されるように、パネル５０２は、複数の回路基板で構成されるＰＴＦＥの多層ＰＷＢから提供される。パネル５０２は、厚さＴを有し、一般に平面的であり、それの第１表面５０２ａを通して放射するように配設された複数のアンテナ要素５０３（それらは図８内で直接見ることはできないから透視図で示される）を有する。多層ＰＷＢは、ＲＦ、電力及び論理回路を含み、単一の被覆と単一の穿孔及びめっき操作から提供される。単一の被覆、単一の穿孔及びめっき操作は、低コストで低プロフィールの（即ち薄い）パネルという結果となる。その結果、パネル５０２が提供されるＰＷＢは、低コストの混合信号ＰＷＢである（即ち単一ＰＷＢ内でＲＦのデジタルの電力信号を混合する）。
【０１７０】
[0193] すべての能動型電気部品及び受動型電気部品５０８（図８Ｃ）は、パネル５０２の第２表面５０２ｂ（図８Ｃ）上に配設される。ある実施形態では、電気部品５０８は、ＭＭＩＣフリップチップ回路として提供される。Ｔ／Ｒチャネルのパネルレベルのパッケージの利用は、Ｔ／Ｒチャネルを個別にパッケージする必要を除去する。ある実施形態では、能動型電気部品及び受動型電気部品５０８は、表面取り付け構成要素として提供され、金属カバー（不図示）は構成要素５０８上に結合され、周囲環境からの影響を防ぐ保護コーティング（environmental conformal coating）がそれから適用されることは認識されるべきである。１又は２以上の「柔軟性を有する」回路５０９（図８Ｃ）は、パネルに結合される。ＤＣ、論理信号のための埋め込まれた「柔軟性を有する」回路５０９の利用は、ＤＣ、論理コネクタ材料の出費及び組立体コストを省く。また、１又は２以上のＲＦコネクタ５１０が、パネルに結合される（図面と記述において明瞭性を促進するために図８Ｃ内には１個のＲＦコネクタだけが示されている）。
【０１７１】
[0194] ヒートシンク５０４の第１表面５０４ａ（図８Ｂ，８Ｃ）は、ＰＷＢ５０２の第２表面５０２ｂ（図８Ｃ）に結合される。ヒートシンクは、ＲＦコネクタ５１０（図８Ａ参照）がその中に配設されて提供される開口部５１１を有する。好適な実施形態では、ヒートシンク５０４は、フリップチップ５０８に直接結合される。その結果、ヒートシンクの表面は、配設されて、多層の混合信号ＰＷＢ−−−例えばパネル５０２−−−の外部表面上に配設された複数の電子部品５０８（即ち受動型回路と能動型回路の両方）の上方に配設されて、それと熱接触状態となるように構成される。ヒートシンクの第２表面５０４ｂ（図８Ｄ）は、そこから突出する複数の熱スプレッド要素５０６を有して提供される。図８Ｃの実施形態では、熱スプレッド要素５０６は、フィンとして提供される。
【０１７２】
[0195] ヒートシンクをパネル（ＰＷＢ）の外部表面上に配設されたフリップチップ回路に直接結合することは、ヒートシンク５０４とフリップチップ回路５０８との間の温度インターフェイスの数を減らし、その結果、フリップチップ回路の熱生成部分とヒートシンクとの間の温度抵抗を減らす。ヒートシンクとフリップチップ回路の熱生成部分との間の温度抵抗を減らすことで、パネルを空冷することが可能になる。
【０１７３】
[0196] このことは、液体冷却又は大きな空気ボロワやムーバが使用される従来技術のアプローチと対照的である。
【０１７４】
[0197] 空冷によるアプローチを使用することで（従来技術のブロワや液体冷却アプローチの１つの使用に比して）、能動型パネルを冷却するための手頃な価格のアプローチが提供される。更に、多数のフリップチップ搭載回路を冷却するために単一のヒートシンクを使用することで（従来技術の個別で多数の「ハットシンク」アプローチに比して）、各フリッピチップ回路上に個別のヒートシンクを取り付ける必要がないので、パネルを冷却するコスト（部品コストと組立体コストの両方）を減らす。
【０１７５】
[0198] 上述したように、ある実施形態では、フリップチップ回路はモノシリック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）として提供され、ヒートシンクの熱スプレッド要素はフィンやピンとして提供される。
【０１７６】
[0199] ある実施形態では、ヒートシンクは、それの表面とパネル５０２の表面上に配設された複数のフリップチップＭＭＩＣとの間の機械的インターフェイスを有するアルミニウムのフィンの付いたヒートシンクとして提供されるであろう。そのようなヒートシンクと能動型パネルの空冷は、高価な材料（ダイヤモンドや他のグラファイトの材料）の必要性を減らし、温度管理システムからヒートパイプを省く。
【０１７７】
[0200] ある実施形態では、能動型パネル５０２は、フリップチップ搭載ＭＭＩＣを備えた多層の混合信号プリント配線基板（ＰＷＢ）として提供される。単一のヒートシンクは、各フリップチップＭＭＩＣの背面と温度接触するために、ＰＷＢに機械的に取り付けられた第１表面を有する。そのような能動型パネルアーキテクチャは、Ｔ／Ｒチャネル当たりｍＷからＴ／Ｒチャネル当たりＷの範囲のＲＦ電力レベルにわたって約２５％の範囲内の負荷サイクルでの使用に適した能動型パネルを提供するために使用可能である。
【０１７８】
[0201] 多数の異なる電力レベルと物理的大きさとを有するシステム内で共通のパネル型アーキテクチャと温度管理アーキテクチャを使用することが可能な結果、システムの各々に対して共通の製造、組立、パッケージアプローチを使用することもまた可能である。例えば、小電力及び大電力の能動型電気走査配列（ＡＥＳＡ）は、共通の製造、組立、パッケージアプローチを利用可能である。このことは、ＡＥＳＡの製造において大きなコスト削減につながる。その結果、ここに記述されたシステムと技術とは、ＡＥＳＡ製造を更に手頃な価格にすることが可能である。
【０１７９】
[0202] フリップチップ回路とヒートシンクとの間の温度インターフェイスの数を最小化することが望ましい。その結果、ある実施形態では、直接の機械的接触が、フリップチップＭＭＩＣとフィンの付いたヒートシンク表面との間で使用される。他の実施形態では、中間の「ギャップ・パッド」層が、フリップチップ回路（例えばＭＭＩＣ）とヒートシンク表面との間で使用されるであろう。いくつかの実施形態では、そのようなギャップ・パッド層の使用は、ある回路や回路基板を再度動作させる必要がある場合に（即ち電気的組立体を再度仕上げる操作や修理が実行される必要がある場合に）、配列の解体と同様、配列の機械的組立を容易にする。
【０１８０】
[0203] ある実施形態では、ＰＷＢ５０２は、Ｘバンド周波数での動作のために構成された積層型パッチアンテナパネルを含み、５．１ｍｍ（０．２インチ）が好ましいが約２．５４ｍｍ（０．１インチ）から約１０．２ｍｍ（０．４インチ）の範囲の厚さ（Ｔ）を有し、１２８個のパッチ要素（図８では見られない）を備えた１２７ｍｍ（５インチ）幅で２５４ｍｍ（１０インチ）長を有する。
【０１８１】
[0204] ここに記述されたパネル型ヒートシンクの配置は、能動型パネルから（及び特に能動型パネル上に取り付けられた能動型回路から）ヒートシンクへと熱（即ち温度エネルギ）を効率良く伝達する。能動型回路とヒートシンクとの間の温度インターフェイスの数を減らすことで、能動型回路からヒートシンクへの温度エネルギの迅速な伝達は達成される。
【０１８２】
[0205] 次に図９を参照すれば、図８内のパネル配列５０２と同じか類似のパネル配列５２０の一部が示される。パネル配列５２０は、各基板が第１及び第２の対向する層を備えた９個の回路基板５２４−５４２で構成された多層ＰＷＢ５２２から提供されるであろう。その結果、ＰＷＢ５２２は、１８個の層を有し、そのうちのいくつかは回路層に対応し、いくつかは接地平面層に対応し、いくつかはブランク層（即ち電気回路目的のために存在する導電性材料を有しない）に対応する。結合材料５５０（いわゆる「プリプレグ」結合エポキシ）は、各回路基板間に配設される。
【０１８３】
[0206] 回路基板５２４は、表面５２４ｂ上に配設された第１又は上方のパッチアンテナ要素５５２を有し、回路基板５２８は、表面５２８ａ上に配設された第２又は下方のパッチアンテナ要素５５４を有する。回路基板５２６は、アンテナ要素５５２，５５４の間のスペーサとして動作し、その結果、アンテナ要素５５２，５５４は、いわゆる積層型経路アンテナ要素を形成する。回路基板５３０の層５３０ａ上のコンダクタ５５６は、積層型パッチアンテナ要素５５２，５５４のためのスロット給電を形成し、一方、回路基板５３０の層５３０ｂ上のコンダクタ５５８は、ＲＦウィルキンソン型電力デバイダ及びＲＦビーム形成回路を形成する。層５３４ａ上のコンダクタ５５９は接地平面に対応し、一方、回路基板５３４の層５３４ｂ上のコンダクタ５６０は、ＲＦウィルキンソン型電力デバイダ及びＲＦビーム形成回路の第２のセットを形成する。層５３６ａ上のコンダクタ５６１と層５３６ｂ上のコンダクタ５６２とは、デジタル回路と電子部品につながるデジタル信号回路経路に対応する。層５４０ａ上のコンダクタ５６４はＲＦ接地平面に対応し、層５４０ｂ上のコンダクタ５６６は電力回路、電子部品、デジタル信号回路経路につながる電力回路経路に対応する。デジタル信号回路経路は、デジタル回路と電子部品とＲＦ接地平面につながる。回路基板５４２は、ＲＦ接地回路とＲＦ回路パッドと同様に、共平面の導波回路をサポートする。
【０１８４】
[0207] ＰＷＢ５２２はまた、一般に５７０で表示される複数のめっきされたスルーホール５７０ａ−５７０ｌを含む。めっきされたスルーホール５７０ａ−５７０ｌの各々は、層５２４ａ（即ちＰＷＢ５２２の最上層）から層５４２ｂ（即ちＰＷＢ５２２の最下層）に延在する。めっきされたスルーホール５７０ｋ、５７０ｌは、単一の回路基板（即ち回路基板５４２）だけを通じて延在する。めっきされたスルーホール５７０のいくつかは、積層型パッチアンテナ要素５５２，５５４の回りの導波ケージを形成する。その結果、放射要素は、各ユニットセルの回りの導波ケージを効率的に形成する、めっきされたスルーホール５７０を備えたユニットセルの一部として提供される。導波ケージの一部だけが図９に示されることは、認識されるべきである。
【０１８５】
[0208] 上述されたように、導波ケージは、ＰＷＢの第１最外層（例えばＰＷＢの最上層）からＰＷＭの第２最外層（例えばＰＷＢの最下層）に延在するめっきされたスルーホール５７０で形成される。その結果、導波ケージは、多層ＰＷＢ５２２の厚さ全部を通じて延在する。
【０１８６】
[0209] ＲＦ周波数では、導波ケージは、ユニットセルの各々を他のユニットセルから電気絶縁する。そのような絶縁は、結果として、パネル配列の改善されたＲＦ性能となる。導波ケージは、以下を実行するために機能する。
（１）表面波モードの抑制（誘電体スラブ上の放射要素及び誘電体スラブ内に支持された案内モード間の結合に起因する走査盲目性を引き起こす恐れがある）、
（２）平行した平面モードの抑制（非対称性のＲＦストリップライン構成に起因する）、
（３）ユニットセル間のＲＦ絶縁、
（４）論理及び電力回路からのＲＦ回路の絶縁（最終的に同層上にプリントされるはずのＲＦ、電力及び論理回路の能力という結果となり、その結果、多層パネル内の層の全数を減らす結果となる）、
（５）給電層とＲＦビーム形成器のためのいくつかのＲＦビア伝送のための垂直伝送（これはまたユニットセル内のスペースを節約し、配列が大走査量を超えて動作することを所望するときに重要となる更にタイトなユニットセルパッケージを可能にする）。
ある実施形態では、導波ケージは、層５３４ｂ、５３０ｂ間のウィルキンソン型給電伝送、及び、層５３４ｂ、５４２ｂ間のＲＦビーム形成器伝送のためのＲＦ信号分配のための垂直伝送として機能する。
【０１８７】
[0210] 最後に、能動型電子部品及び受動型構成要素５０８（図８Ｃ）は、層５４２ｂの上方に配設される。その結果、パネル配列は、高度に集積されたＰＷＢ５２２内のＲＦ、論理、及びＤＣ分配を結合する。ＰＷＢの最上層（即ち層５２４ａ）はＲＦ放射側であり、最下層（即ち層５４２ｂ）は能動型電子部品及び受動型構成要素が組み立てられる（及び電気結合される）側である。
【０１８８】
[0211] 一般的に見て、パネル配列ＰＷＢ５２２の製造及び組立には５つの基本的な段階がある。第１に、ＰＷＢ５２２を有する回路基板５２４−５４２上の全層を撮像しエッチングする。各回路基板５２４−５４２は、異なる厚さを有して提供されることは認識されるべきである。また、回路基板５２４−５４２は、各々が異なる材料で提供されても良い。各基板５２４−５４２のための特殊な材料及び厚さは、回路基板上に配設された回路の型を含む多様な要素に基づいて選択される。加えて、大きな或いは規格を上回る回路パッドの寸法が形成され電気的に調整されて（例えば上述したマッチングディスク技術を使用して）、めっきされたスルーホール５７０と、ＲＦ，電力及び／又は論理回路を必要とする層上に見られる関連する内部パッドとの間の機械的整合を改善する。単一の穿孔及びめっき操作が使用されるように、層の所定の層上に配設されたＲＦパッド、ＤＣ電力パッド、論理パッドを整合することは必要であることは認識されるべきである。即ち、複数の層の各々の上のＲＦパッドは可能な限り整合されて、各穿孔操作が複数の異なる層上のＲＦパッドと交差する。同様に、複数の層の各々の上の電力パッドは可能な限り整合されて、各穿孔操作が複数の異なる層上の電力パッドと交差する。同様に、複数の層の各々の上の論理パッドは可能な限り整合されて、各穿孔操作が複数の異なる層上の論理パッドと交差する。その結果、単一の穿孔及びめっき操作のために、ＲＦ，電力及び論理パッドを可能な限り整合することは望ましい（即ちＲＦパッドはＲＦパッドと整合され、電力パッドは電力パッドと整合され、論理パッドは論理パッドと整合される）。
【０１８９】
[0212] 各層は、歩留まりを改善するために、被覆に先立って検査される。次に、ＰＷＢを備えるすべての回路基板が被覆される。単一の被覆工程は、サブ組立体の整合リスクを省き、その結果、生産時間とコストを減らす。穿孔及びめっきの操作は、それから、実行される。すべてのＲＦ，論理、電力相互接続部は、単一の穿孔操作と連続しためっき操作の中でされ、すべての孔は固体の多層被覆を生産して充填される。ＲＦ、電力及び論理パッドはすべて整合されるので、この技術は、ＲＦ，電力、及び論理信号のための分離したビアを提供した（即ちいくつかのビアはＲＦ信号ビアで、いくつかのビアは電力信号ビアで、いくつかのビアは論理信号ビアである）。最後に、能動型及び受動型構成要素は、パネルの底面上に配設され（即ちピックアンドプレース（pick and place）操作を介して）、それから、半田のリフロー操作が実行される。
【０１９０】
[0213] Ｘバンドの周波数範囲で動作するパネル配列の実施形態では、約２８４．５ｍｍ（１１．２インチ）長（Ｌ）、約２１５．９ｍｍ（８．５インチ）幅（Ｗ）、５．３１ｍｍ（０．２０９インチ）厚（Ｔ）を有するパネルが提供される。パネル配列は、８列１６カラムで整列された１２８個のユニットセルを含む。回路基板５２４，５３０，５３４，５４２は、約０．２５４ｍｍ（０．０１００インチ）厚を有する基板５２４，５３０，５３４と約０．５１ｍｍ（０．０２００インチ）厚を有する基板５４２とを備え、織られたガラス補強の被覆として提供される。回路基板５２４，５３０，５３４，５４２は、各々が、タコニックによって製造されＲＦ−６０Ａとして特定される、セラミックのロードされた／ＰＴＦＥ基板として提供されるであろう。同じか実質的に類似の機械的で電気的な特性を有する他の材料もまた使用されるであろうことを当業者はもちろん認識するであろう。
【０１９１】
[0214] 回路基板５２６，５３２，５３６，５４０は、約０．２５４ｍｍ（０．０１００インチ）を有する基板５３２，５３６，５４０と約０．７６２ｍｍ（０．０３００インチ）厚を有する基板５２６とを備えて、織られたガラス補強の被覆として提供される。回路基板５２６，５３２，５３６，５４０は、各々が、タコニックによって製造されＴＬＧ−２９として特定される、ＢＴ／エポキシ／ＰＴＦＥの織られたガラス補強の被覆として提供されるであろう。同じか実質的に類似の機械的で電気的な特性を有する他の材料もまた使用されるであろうことを、当業者はもちろん認識するであろう。
【０１９２】
[0215] 回路基板５２８は、約０．２７９ｍｍ（０．０１１０インチ）厚を有する織られたガラス補強の被覆として提供される。基板５２８は、タコニックによって製造されＲＦ６０Ａとして特定される、セラミックのロードされた／ＰＴＦＥの織られたガラス補強の被覆として提供されるであろう。いくつかの実施形態では、ＣＥr−１０のような他の材料もまた使用されるであろう。同じか実質的に類似の機械的で電気的な特性を有する他の材料もまた使用されるであろうことを、当業者はもちろん認識するであろう。
【０１９３】
[0216] 結合層５５０は、各々が、ＴＰＧ−３０として特定されるタコニックのＢＴ／エポキシのプリペッグとして提供されるであろう。類似の機械的で電気的な特徴を有する他の結合材料もまた、もちろん使用されるであろう。ＴＰＧ−３０の材料は、約３９２°Ｆ（２００℃）の結合温度と約３．１０ＭＰａ（４５０ｐｓｉ）の結合力とを有する。ある実施形態では、２つの結合層５５０は、基板５４０と５４２との間で使用されるであろう。
【０１９４】
[0217] 様々な誘電体の層上に沈積された或いは他の方法で提供された銅が、名目約０．０１８ｍｍ（０．０００７インチ）厚に予めめっきされた１４．２ｇ（１／２オンス）の銅として提供される。
【０１９５】
[0218] 各ビア孔５７０は、それからめっき段階の間でめっきされる約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の直径を有して提供される。ビア５７０Ｋ、５７０Ｌは、約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の直径を有し、被覆の間にＴＰＧ−３０樹脂で充填され、その結果、そのような樹脂の存在のためにめっきされないことは記述されるべきである。各ユニットセルは、それを囲むおおよそ７４個のビア孔５７０を有する。その結果、１２８個のユニットセルを有するパネルでは、基板当たりおおよそ９４７２個のビア孔がある。もちろん、他の直径もまた使用されるであろう。任意の適用における使用に対する特別の直径は、特別の適用の必要性に従って選択されるであろう。めっきされたスルーホール５７０ｋ、５７０ｌは、アスペクト比がそのような制御された穿孔操作（ひとつの基板だけを貫通する）を許容する範囲内にあるので、単一の被覆工程後の制御された穿孔操作で穿孔されめっきされることが可能なことはもちろん理解されるべきである。他のめっきされたスルーホール５７０の高アスペクト比はこれを許容しない。
【０１９６】
[0219] 更に詳細には、多層プリント配線基板（ＰＷＢ）から提供されるパネル配列の製造は、ＰＷＢ（例えば基板５２４−５４２の各々）を有する各回路基板上の全層を撮像する工程と、それから、ＲＦマッチングパッドをエッチングする工程を含むＰＷＢを備える各回路基板上の全層をエッチングする工程で始まる。好適な実施形態では、検査は、エッチングされた各層上に実行される。次に、複数の回路基板の各々（回路基板の各々の間にプレプレグ材料を含む）は、整合される。いったん回路基板とプレプレグ材料とが整列されると、回路基板は、単一の被覆段階で被覆され、被覆された回路基板組立体を提供する。被覆工程は、回路基板を所定温度に加熱する工程と、所定時間の間に所定圧力を回路基板に印加する工程とを含む。被覆が完成した後、穿孔操作は実行され、その中で、孔は、被覆された回路基板組立体において穿かれる。重要なことに、孔の各々は、被覆された回路基板組立体全体を通じて（即ち被覆された回路基板組立体の最上層から最下層まで）穿孔される。いったん穿孔されると、孔は、めっきされ、それから、導電性を有する。孔はまた、充填され、固体の多層被覆回路基板組立体を提供可能である。その結果、単一の被覆技術は、すべてのＲＦ、電力及び論理ビアがひとつの操作で穿孔可能となり、ＲＦビア「スタブ」チューニングを利用する（その中でＲＦ伝送線ジャンクションを越えて延在するＲＦビア「スタブ」は所望のインピーダンスマッチを提供するために調整されたＲＦである）。このチューニングのアプローチは、ＲＦビア伝送線ジャンクション近くに、形成されたコンダクタを使用する。また、（取り囲まれたリリーフを備えた）ディスクは、接地平面層及び／又はブランク層内で使用され、そこを通ってＲＦビアが通過し、（例えば図４−６Ａと連携して上述したように）パネル内で提供される回路の異なる部分に適合するインピーダンスで助ける。ここに記述された単一の被覆製造技術は、ＲＦ，電力及び論理信号が同じ層上で伝播することを可能にすることを認識されるべきである。その結果、混合信号の多層ＲＦ ＰＷＢは、単一の被覆操作で提供される。
【０１９７】
[0220] 上述の見地から、位相配列の更に低吸収性とライフサイクルコストに対する必要性が存在する一方で、同時にバンド幅と偏波多様性と信頼性のための要求はますます困難になることは今や認識されるべきである。ここに記述されたパネル配列アーキテクチャと製造技術とは、位相配列の製造のための、特に低密度から中密度のＲＦ電力密度範囲で動作する位相配列の製造にコスト効率の良い解決策を提供する。そのような位相配列は、陸、海、航空のプラットホームのための非常に多様な位相配列レーダミッションや通信ミッションで使用可能である。ある実施形態では、Ｘバンドで示される、１２８個のＴ／Ｒチャネルの低電力密度のパネル配列は、２３．３ｃｍ×２９．２ｃｍ（８．４インチ×１１．５インチ）（６０４．３ｃｍ2（９３．６６平方インチ））、５．３３ｍｍ（０．２１０インチ）厚で、０．９８０ｋｇ（２．１６ポンド）重である（３０４ｋｇ／ｍ3（０．１１ポンド／立方インチ））の量だけ単位重量に対応し、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のＭＭＩＣ、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のスイッチ、ＲＦ，電力・論理接続具、バイパスコンデンサ、抵抗器の、プリント配線基板を含む）。この実施形態では、パッチアンテナ要素は、１８層ＰＷＢを有するＰＷＢ５２２の層５２４ｂ、５２８ａ上に提供され、能動型電子部品、コネクタ、バイパスコンデンサ、抵抗器のすべてが、層５２４ｂ（即ち層１８）に表面実装される。Ｘバンドの周波数範囲での動作のために示される例示的な１２８個のＴ／Ｒチャネルの低電力密度のパネル配列は、送信及び受信での２重線形偏波（水平／垂直）に切り替えられ、「フリップ・チップ」の能動型の電子部品を使用する。
【０１９８】
[0221] ここで引用されるすべての刊行物と参照物は、参照されることにより全体としてここに組み込まれる。
【０１９９】
[0222] 本出願の図では、いくつかの例で、複数の要素は、特殊な要素の例示として示され、そして、単一の要素は、複数の特殊な要素の例示として示されるであろう。複数の特殊な要素を示すことは、本発明に従って実行されるシステムや方法がその要素や段階を２以上備える必要があることを示す意図はないし、また、単一の要素を図解することで、本発明がその各要素の単一のひとつだけを有する実施形態に限定されることを意図していない。少なくともいくつかの例では、図で示される特殊な要素の数が特殊なユーザの必要性に適合するために選択されることを当業者は認識するであろう。
【０２００】
[0223] 上の詳細な実施形態での要素と特徴の特殊な結合は、例示的であることだけが考慮されることは意図され、これらの開示を、ここでの、及び、参照して組み込まれる特許と出願での他の開示と相互交換すること及び代用することもまた、表示的に熟考されるべきである。ここに記述されたものの変形、修正、ここに記述されたものの他の実行は、本明細書や特許請求の範囲で示される概念の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者に想起されるであろうことを当業者は認識するであろう。その結果、上記した記述は、例示だけを目的とし、なんら制限されることを意図していないし、そのように解釈されるべきである。
【０２０１】
[0224] 更に、本発明を記述することや図における概念を示す実施形態を図解することで、特殊用語、数、寸法、材料等は、明瞭性のために使用される。しかし、概念は、そのように選択された特殊用語、数、寸法、材料等に限定されず、少なくとも各特殊用語、数、寸法、材料等は、類似の目的を達成するために類似の方法で動作するすべての技術的で機能的な同等物を含む。所定の単語、句、数、寸法、材料、言語用語、製品ブランド等の使用は、すべての文法的な、文字通りの、科学的な、技術的な、機能的な同等物を含むことが意図される。ここで使用される用語は、記述のためであり、制限のためでない。
【０２０２】
[0225] 保護された探られた概念の好適な実施形態を記述して、の概念を組み込む他の実施形態は、使用されるであろうことは当業者には今や明らかであろう。更に、ここに記述された本発明の実施形態は、適用可能な技術とここで参照される標準において、変化と完全に適用する、及び／又は、適合するように修正可能であることは当業者に認識されるであろう。例えば、技術は、多くの他の異なる形式で、そして、多くの異なる環境で、実行可能であり、ここに開示された技術は、他の技術と連携し使用可能である。ここに記述されるものの変形、修正、他の実行は、本明細書に記述され、特許請求の範囲で請求される概念の精神と範囲を逸脱することなく、当業者に想起可能である。それゆえに、保護の範囲は、記述された実施形態に限定されず、むしろ、添付された特許請求の範囲の精神及び範囲によってだけ、制限されるべきであることが感じられる。
【０２０３】
[0226] 特許請求の範囲は以下の通りである。
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、一般に、比較的低コストで量産に適し比較的低プロフィールの位相配列アンテナに関し、更に特定すれば、位相配列アンテナに利用される高周波（ＦＲ）回路と技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] 本技術分野で公知のように、位相配列アンテナ（更に簡潔に「位相配列」）を利用する高周波（ＲＦ）システムの更に低い吸収性及びライフサイクルコストに対する要望がある。同時に、そのようなシステムのバンド帯、偏波多様性及び信頼性の要求を満たすことはますます困難になっている。
【０００３】
[0003] これも公知であるが、ＲＦシステムを製造するときのコストを削減する方法は、いわゆる「混合された単一回路」の使用を可能にするプリント配線基板（ＰＷＢｓ）（またときとしてプリント回路基板又はＰＣＢｓとして参照される）を利用することである。混合された単一回路は、一般に、同一の回路基板（例えば単一の回路基板上に集積されたアナログとデジタルの両方の回路）上に２又は３以上の異なる型の回路を有する任意の回路を参照する。
【０００４】
[0004] またも公知であるが、ＲＦ回路は、しばしば、多層ＰＷＢＳから供給される。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースの材料が好適なＲＦ特性（例えば好適な挿入損失特性）を有するので、そのようなＰＷＢＳは、そのような材料で作られる。
【０００５】
[0005] 混合された単一の多層ＰＷＢは被覆され、しばしば、異なる型の回路のために各サブ組立体が整合されたサブ組立体から供給される。例えば、ＲＦ回路のためのサブ組立体も、ＤＣ電力及び論理回路のためのサブ組立体もあろう。２つのサブ組立体は結合されて、混合された多層ＰＷＢを供給する。そのようなＰＷＢＳは、一般的に、ＰＴＦＥベースの材料から供給され、その結果、混合された単一の多層ＰＷＢを構成する各サブ組立体のために、多数の工程及び段階のサイクルを要求する。例えば、所望の回路の特定の層に結像してエッチングし、それから、基板を被覆して多層ＰＷＢを供給することは必要である。穿孔とめっきの操作は、ときとして、個々の基板上に行われる。最後に、最終の被覆、穿孔、めっきのサイクルが実行されて、仕上げられたＰＷＢサブ組立体または最終ＰＷＢ組立体を供給する。一般に、各ＰＷＢサブ組立体及び／又は最終組立体は、伝達線ジャンクションを超えて延在する各ＲＦビア孔（そのような領域は「ビアスタブ」として参照される）がバックドリルと埋め戻しをされることを必要とする。この工程は、ＰＷＢのＲＦ特性を改善するが、コストを上昇させ、バックドリルの許容量と埋め戻し材料の誘電特性と補えられたエアポケットのためにＲＦ特性の質を低下させる。その結果、このアプローチは、多数の製造操作及びバックドリル／埋め戻し操作のために、高コストのＲＦ多層ＰＷＢ被覆という結果になる。
【０００６】
[0006] （ＰＴＦＥベースの材料よりもむしろ）低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）ベースの材料を使用して提供される混合信号の多層ＰＷＢは、製造上の異なる一連の問題を呈する。多層被覆は、一般に、ＬＴＣＣを使用して１つの被覆工程で作ることが可能であるが、ＬＴＣＣは、多数の欠陥を有する。例えば、収縮の問題のために、処理は、（一般に３８．７１ｃｍ2（６インチ四方）かそれ以下の大きさの）比較的小さなパネル（又は基板）上にだけ行われることが可能である。また、ＬＴＣＣベースの材料は、伝送線のための導電性ペーストと接地パネルとを使用し、そのような導電性ペーストは、ＰＴＦＥ基板で使用される純粋な伝送線を貫通して伝播されるＲＦ信号における損失に比較して、ＲＦ周波数で損失的である。そのような増加した挿入損失は多くの周波数帯（例えばＫｕバンドやそれ以上の周波数帯）において認容されない。更に、ＬＴＣＣ材料は、ＰＴＦＥベースの基板の誘電率よりも高い誘電率を有する傾向にあり、このことは、ＲＦ伝送線及び効率的なＲＦ送信アンテナの両方にとって好適ではない。最後に、ＬＴＣＣは、比較的小さな製造ベースを有する。まとめれば、現時点では、ＬＴＣＣは高容量の性能を有しないし、ＬＴＣＣ材料は、ＲＦ性能に妥協し、Ｌバンドの周波数範囲への適用に厳しい制限がある。その結果、ＰＴＦＥのアプローチ及びＬＴＣＣのアプローチの両方は、比較的高価な回路でＲＦ性能の品位を低下させ、レーダ及び／又は通信への適用に制限がある。
【０００７】
[0007] 当該技術分野で知られるように、位相配列アンテナは、既知の距離だけ互いに離間した複数のアンテナ要素を含み、そのアンテナ要素は、複数の位相シフタ回路を通じて、送信機や受信機の一方又は両方に連結される。いくつかのケースでは、位相シフタ回路は、送信機及び／又は受信機の一部であるように考えられている。
【０００８】
[0008] また知られるように、位相配列アンテナシステムは、無線周波数エネルギ（ＲＦ）ビームを製造し、送信機又は受信機とアンテナ要素配列との間を通過するＲＦエネルギの（位相シフタ回路を介する）位相を制御することで、そのようなビームを選択された方向に沿って方向付けるように適合される。電子走査位相配列では、制御信号またはワードを位相シフタセクションの各々に送ることで、位相シフタ回路（及びその結果としてのビームの方向）の位相が選択される。制御ワードは、一般に、所望の減衰レベル及び他の制御データと同様、所望の位相シフタを代表するデジタル信号である。
【０００９】
[0009] 位相シフタ回路及び振幅制御回路を位相配列アンテナ内に含むことは、一般に、アンテナが比較的大きく重く高価であるという結果となる。アンテナがいわば「能動孔」（又は更に簡潔に「能動型」）位相配列アンテナとして提供されるとき、能動孔アンテナが送信回路と受信回路の両方を含むので、位相配列アンテナの大きさと重量とコストの問題は、更に悪化される。
【００１０】
[0010] 位相配列アンテナは、しばしば、防衛の電気システム及び商業の電気システムの両方で使用される。例えば、能動型電子走査配列（ＡＥＳＡｓ）は、例えば、レーダ監視、陸上及び衛星通信、携帯電話、ナビゲーション、認証、電気的な計数尺度等、広範囲の防衛の電気システム及び商業の電気システムに対する要求がある。そのようなシステムは、しばしば、国家ミサイル防衛構想（National Missile Defence）、戦域弾道ミサイル防衛（Theater Missile Defence）、艦艇自衛システム（Ship Self-Defence System）及び地域防衛（Area Defense）のためのレーダ、艦船及び航空機搭載レーダシステム、及び衛星通信システムで使用される。その結果、システムは、しばしば、例えば艦船、航空機、ミサイルシステム、ミサイル台、限定された空間だけが利用可能な衛星や建物等、単一の構造物上に配備される。
【００１１】
[0011] ＡＥＳＡｓは、機械的操作孔と同様に、受動型走査配列に対しても性能面で非常に多数の利益を提供する。しかし、ＡＥＳＡｓの配備に関連し得るコストは、それらを特殊な軍事システムに使用することを制限することがある。配列のコストが一桁規模で減少できれば、ＡＥＳＡをレーダや通信、電子戦への適用のために軍事及び商業システムに幅広く投入することを可能にするであろう。ＡＥＳＡアーキテクチャの性能及び信頼性の利益は、艦船、航空機、衛星、ミサイル、潜水艦を含む多様なプラットホームに広げることが可能であろう。
【００１２】
[0012] 従来型の多くの位相配列アンテナは、いわば「ブリック」型アーキテクチャを使用する。ブリック型アーキテクチャでは、位相配列の能動型要素に供給される無線周波数（ＲＦ）信号及び電力信号は、一般に、アンテナ孔と一致する（又はアンテナ孔によって画定される）平面に垂直な平面に分配される。アンテナ孔の直交する配置及びブリック型アーキテクチャのＲＦ信号は、ときとして、アンテナを単一偏波構成に制限することが可能である。加えて、ブリック型アーキテクチャは、全く大きくて重いアンテナという結果となり、その結果、そのようなアンテナの移送及び配備を困難にすることがある。
【００１３】
[0013] 位相配列アンテナのための他のアーキテクチャは、いわゆる「パネル型」又は「タイル型」アーキテクチャである。タイル型アーキテクチャを備えることで、ＲＦ回路及び信号は、アンテナ孔によって画定される平面に平行な平面に分配される。タイル型アーキテクチャは、基礎となるビルディング・ブロックを「タイル」の形態で使用する。各タイルは、アンテナ要素及びそれの関連したＲＦ回路を含む多層プリント回路基板で形成可能である。ＲＦ回路は、組立体の中に取り囲まれる。また、各アンテナタイルは、実質的に平面の位相配列として単独で動作可能であり、又は、ずっと大きい配列アンテナのサブ配列として動作可能である。
【００１４】
[0014] タイル型アーキテクチャを有する例示的な位相配列にとって、各タイルは、送信アンテナ、送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネル、ＲＦ及び電力マニホルド及び制御回路を組み込んだ高度に集積された組立体であることが可能であり、それらのすべてが、ＡＥＳＡを実行するための低コストで軽量の組立体に結合可能である。そのようなアーキテクチャは、以下に述べる適用には特に有利であろう。その適用とは、アンテナの減じられた重量及び大きさが意図された任務（例えば航空機や空間への適用）を遂行するために、又は、所望の配置にて戦術的なアンテナの移送及び配備のために重要である。
【００１５】
[0015] それ故に、既存技術に比較して、同時に高度の性能を示しながらも、フロントエンドの能動型配列が大きさと重量とコストとを１桁規模で小さくするＡＥＳＡを提供することは望まれるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許番号第６，６１１，１８０号
【特許文献２】米国特許番号第６，６２４，７８７号
【特許文献３】米国特許番号第６，７３１，１８９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
[0016] ここに記述された技術に従えば、複数の個々のプリント回路基板（ＰＣＢ）から提供される多層プリント配線基板（ＰＷＢ）を使用するパネル配列を製造する方法は、
（ａ）ＰＷＢを有する複数の回路基板の各々の上の全層を撮像する工程と、
（ｂ）複数の回路基板の各々の上の全層をエッチングする工程と（複数の回路基板の少なくともいくつかの層上のアンテナ要素とＲＦマッチングパッドとをエッチングする工程を含む）、
（ｃ）回路基板を被覆して被覆された回路基板組立体を提供する工程と、
（ｄ）被覆された回路基板組立体に穿孔する工程であって、孔の各々が被覆された回路基板組立体の最上層から被覆された回路基板組立体の最下層に延在する、工程と、
（ｅ）被覆された回路基板組立体内に穿かれた孔の各々をめっきする工程と、
（ｆ）被覆された回路基板組立体の外部表面上に複数のフリップチップ回路を配設する工程と、
を含む。
【００１８】
[0017] この特殊な技術を備えて、単一の被覆段階は、多層ＲＦ ＰＷＢから提供されるパネル配列を製造する。ある実施形態では、多層ＰＷＢは、混合信号の多層ＰＷＢとして提供される。この技術は、製造と組立の工程を非常に簡略化し、薄くて軽量のパッケージの中に優れたＲＦ性能を結合するパネル配列という結果となる。ある実施形態では、パネル内に１２８個のＴ／Ｒチャネルを含み、パネルは、だいたい、２３．３ｃｍ×２９．２ｃｍ（８．４インチ×１１．５インチ）（６０４．３ｃｍ2（９３．６６平方インチ））、５．３３ｍｍ（０．２１０インチ）厚で、０．９８０ｋｇ（２．１６ポンド）重（３０４ｋｇ／ｍ3（０．１１ポンド／立方インチ））である。パネルは、多層ＰＷＢと、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のモノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）と、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のスイッチと、ＲＦ、電力・論理コネクタと、バイパスコンデンサと、抵抗器とを含む。単一の被覆及び単一の穿孔及びめっき操作は、結果として、低コストで低プロフィールの（即ち薄い）パネルという結果となる。
【００１９】
[0018] ここに記述された進歩性を有する概念の更なる特徴に従えば、多層ＰＷＢから提供されるパネル配列は、複数の放射要素を備え、放射要素の各々は、ユニットセルの一部として提供される。パネル配列は更に類似の複数の導波ケージを備え、導波ケージの各々、複数のユニットセルの対応する１つの回りに配設され、各導波ケージは多層ＰＷＢの厚さ全部を貫通して延在する。導波ケージは、ＰＷＢの第１最外層（例えばＰＷＢの最上層）からＰＷＢの第２最外層（例えばＰＷＢの最下層）に延在するめっきされたスルーホールから形成される。
【００２０】
[0019] ＲＦ周波数で、導波ケージは、ユニットセルの各々を他のユニットセルから電気絶縁する。そのような絶縁は、パネル配列の改善されたＲＦ特性という結果となる。導波ケージは、以下を実行するように機能する。
（１）走査盲目性（scan blindness）を誘発する表面波モードの抑制（誘電体スラブ上の放射要素と誘電体スラブ内で支持された案内モードとの間の結合による）、
（２）並行した平面モードの抑制（非同期のＲＦストリップライン構成による）、
（３）ユニットセル間のＲＦ絶縁、
（４）論理電力回路からのＲＦ回路の電気絶縁（従ってそれは同層上にプリントされるはずのＲＦ，電力、論理回路の能力という結果となり、その結果、多層パネル内の層の全数を減らす）、
（５）給電層とＲＦビーム形成器に対するいくつかのＲＦビア伝送のための垂直伝送（これはまた、ユニットセル内のスペースを省き、配列が大きな走査量を超えて動作することを所望するとき重要となる更にタイトなユニットセルのパッキングを可能にする）。
【００２１】
[0020] 単一の被覆技術により、ＲＦ、電力、論理ビアのすべてが１つの操作で穿孔可能となり、ＲＦビア「スタブ」チューニングを利用する（そこでは、ＲＦ伝送線ジャンクションを超えて延在するＲＦビア「スタブ」は、所望のインピーダンスマッチを提供するように調整されたＲＦである）。このチューニングアプローチは、ＲＦビア伝送線ジャンクションの近くに形成されたスタブを使用する。また、ディスク（取り囲むリリーフを備える）は、接地平面層、及び／又は、ブランク層内で使用され、ＲＦビアがそれを通過して、パネル内で提供される回路の異なる部分と適合するインピーダンスで助ける。
【００２２】
[0021] ある実施形態では、パネル配列を提供する多層ＰＷＢは、給電回路と放射器との間のスロット結合を利用する。放射器がパッチアンテナ要素として提供される場合、パッチアンテナ要素に結合された給電スロットは、被覆と穿孔とめっきの２つのサイクル全体を省く。それは、先行技術のプローブ給電アプローチがパッチアンテナ要素に給電するために使用されれば、他の方法で要求されるであろう。
【００２３】
[0022] 多層ＰＷＢパネル配列はまた、均衡された給電スロットを利用する。各スロット対は、２つの直交する偏波方向（例えば垂直および水平偏波）の一つに対応し、ウィルキンソン型抵抗（インク）分配器によって給電される。この給電アプローチの利点は、配列が配列の主軸から離れて走査されるので、走査角を伴う改善された交差偏波性能である。そのような走査モードでは、理想の奇数モード（odd-mode）（即ちパッチの平行のエッジ間で振幅が等しく位相シフトが１８０度）からパッチアンテナ要素上に誘導される振幅及び／又は位相における任意の不均衡は、その偏波のためのウィルキンソン型給電抵抗器で減衰される。
【００２４】
[0023] ここに記述される進歩的な概念の更なる特徴に従えば、ここに記述されるＲＦ回路とシステムもまた、以下の有利な特徴を有する。パッチアンテナ要素は、多層被覆ＰＷＢの内側に配設され、その結果、取り囲むユニットセル内の近接するパッチの内部で絶縁される（例えば各ユニットセル回りの導波ケージのために物理的にも電気的にも絶縁される）。ある実施形態では、アンテナ要素は、２重の線形偏波アンテナを形成する。左手、及び／又は、右手の円形偏パは、直角位相のハイブリッド回路層を挿入し、各ハイブリッド回路をアンテナ給電回路に結合することで達成される。ある実施形態では、ウィルキンソン型分配器は、アンテナ給電回路内で使用され、更に低い製造コストのために（オメガ−プライ（omega-ply）の代わりの）インク抵抗器として提供される抵抗器を利用する。垂直及び水平の偏波給電のための給電回路で使用されるウィルキンソン型分配器のため、及び、ＲＦビーム形成器で使用されるウィルキンソン型分配器のための抵抗器の値は、同じ形状と単位面積当たり同じ抵抗値である。このことは、インク抵抗器の製造を容易にし、また、製造コストを削減する。多層ＰＷＢのパネル配列はまた、電力及び論理分配回路だけでなく、放射器、ＲＦ給電、アナログのＲＦビーム形成器、Ｔ／Ｒチャネルを少なくとも含む、いわゆる能動型ＲＦフロントエンドを含む。従って、パネル配列の上記の特徴は、商業的な工程を使用し、位相配列の適用に典型的な設計要求の範囲に柔軟性を提供するアーキテクチャを備えて、能動型ＲＦフロントエンドのコストを著しく減らすことが可能である。
【００２５】
[0024] まとめると、ここに記述されたパネル配列とパネルアーキテクチャは、比較的低コストの位相配列の製造を可能にする。比較的低電力密度を必要とする位相配列が使用可能な適用では、位相配列は空冷可能で、その結果、液体冷却を必要とする位相配列のコストと比較して、低コストにすることが可能である。更に、電子部品と材料の進歩は、時間と共に、チャネル当たりの放射ＲＦ電力の所定ワット数の動作電力レベルのためにシステムが空冷されるという設計制約を伴って、直接の方法で組み込まれるであろう。好適な実施形態ではフィンの付いたヒートシンク（又は類似のもの）を介した空冷が使用されるが、パネル配列もまた液体冷却システムとの使用に好適であることは認識されるべきである。液体冷却の場合、温度密度の消失能力は増すが、コストも増す。
【００２６】
[0025] ある実施形態には、パネル配列の製造及び組立に以下に述べる５つの基本的な段階があることは認識されるべきである。
（１）多層ＰＷＢを備えるすべての回路基板上の全層を撮像しエッチングする、
（２）回路基板のすべてを被覆し被覆されたＰＷＢを提供する（単一の被覆段階は、本来なら多数の被覆サイクルを備えたサブ組立体の整合を省き、その結果、製造時間とコストを減らし、被覆に先立ち各層は検査されて歩留まりを改善する）、
（３）被覆されたＰＷＢの最上層と最下層とを穿孔しめっきする（単一の穿孔操作で作られるすべてのＲＦ，論理及び電力の相互接続部とすべての孔は固体の多層被覆を製造して充填される）
（４）ＰＷＢの外部表面上にすべての能動型及び受動型の構成要素をピックアンドプレース（pick and place）する、
（５）半田リフローしてすべての能動型及び受動型の構成要素をＰＷＢの外部表面に結合する。
【００２７】
[0026] この特殊な技術を備えて、製造工程段階の数を減らすことで、能動型のＲＦフロントエンドのコストを減らすパネル配列の製造工程が提供される。技術は、ＲＦ、論理及びＤＣに分配を能動型電子部品と１つの高度に集積されたプリント配線基板（ＰＷＢ）内で結合する位相配列パネルを製造する。能動型ＲＦフロントエンドは、放射器、ＲＦ給電、アナログのＲＦビーム形成器、Ｔ／Ｒチャネル、電力及び論理分配回路、半導体ＭＭＩＣを少なくとも含む。能動型ＲＦフロントエンドはまた、バイパスコンデンサ及び抵抗器を含む。
【００２８】
[0027] 製造技術は、先行技術の位相配列に対して比較的低電力密度という特徴を有するパネル配列の提供のために使用されることがある。ここに記述されたパネル配列は、いわゆる能動型ＲＦフロントエンドのコストを著しく減らすことで、レーダと通信の適用のための位相配列の広範囲での使用という目的を実現する。１つの高度に集積された多層被覆内の能動型電子部品にＲＦ，論理及びＤＣ分配を結合する位相配列を製造するために必要とされる製造工程段階の数を減らすことで、コスト削減は達成される。低コストのパネル配列を提供することに加えて、ここに記述されるパネル配列の製造技術はまた、機械的に堅牢で低プロフィールで軽量のパッケージという結果となり、更に大きなパネル配列がパネル配列の「ビルディング・ブロック」で構築可能にする。ある実施形態では、パネル配列は、チャネル１０Ｗ当たりピークのＲＦ出力を要求するモジュール方式／目盛りのある位相配列のための基本的な「ビルディング・ブロック」を形成する。
【００２９】
[0028] ここに記述されるパネル配列アーキテクチャは、ある範囲のレーダや通信システムの要求を説明し、以下の全体システムのコストを削減する。
（１）コスト対性能というトレードオフを、ＲＦ ＣＭＯＳ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣという広範囲の能動型電子部品技術からの選択可能にすること、
（２）各送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルのための個別のパッケージを省くこと、
（３）パネルの背面（能動型電子部品の側）に金属カバーを結合すること、
（４）周囲環境からの影響を防ぐ保護コーティング（environmental conformal coating）を適用すること、
（５）ＤＣ及び論理信号のために「柔軟性を有する」回路を埋め込むこと（その結果、ＤＣ、論理コネクタ材料の出費と組立コストとを省く）、
（６）配列の空冷を使用可能にすること（それにより、液体冷却等の更なる高価なアプローチを省く）。
【００３０】
[0029] ここに記述されたシステムと技術に従えば、位相配列は、そこに集積された複数の混合信号回路を有する高周波（ＲＦ）多層プリント配線基板（ＰＷＢ）から提供されるパネル配列を含む。ＰＷＢは、ＰＷＢの第１外部表面の方向に放射するために配設された複数のアンテナ要素を含む。複数のフリップチップ回路は、ＰＷＢの第２外部表面上に配設される。フリップチップ回路は、複数のアンテナ要素の少なくとも一部に電気結合するように構成される。ヒートシンクは、複数のフリップチップ回路の上方に配設され、それらと熱接触状態となるように構成される。
【００３１】
[0030] この特殊な配置を備えて、空冷可能なパネル配列は提供される。ある実施形態では、位相配列は単一のパネルから提供される一方で、他の実施形態では、位相配列は複数のパネル配列から提供される。ＲＦ ＰＷＢは、パネル配列のためのＲＦ，論理及び電力回路を含む混合信号回路である。その結果、ここに記述されたパネルとアーキテクチャとは、能動型電子走査配列（ＡＥＳＡ）内での使用に好適なパネルの空冷を準備する。能動型回路は、フリップチップとしてＰＷＢの外部表面上に取り付けられる。能動型パネル（ＰＷＢ）の表面上に配設されたフリップチップ回路にヒートシンクを直接結合することで、ヒートシンクとフリップチップ回路との間のインターフェイスの数を減らせ、その結果、フリップチップ回路の熱生成部分とヒートシンクとの間の温度抵抗を減らせる。ヒートシンクとフリップチップ回路の熱生成部分との間の温度抵抗を減らすことで、パネルの空冷が可能になる。
【００３２】
[0031] ある実施形態では、直接の機械的接触は、フリップチップＭＭＩＣとフィンの付いたヒートシンクの表面との間で使用される。他の実施形態では、中間の「ギャップ・パッド」層は、フリップチップ回路（ＭＭＩＣ）とヒートシンクの表面との間で使用されるであろう。
【００３３】
[0032] ここに記述されたパネル配列は、熱（即ち温度エネルギ）をパネルから（そして特にパネルの外部表面上に取り付けられた能動型回路から）ヒートシンクへ効率的に伝達する。能動型回路とヒートシンクとの間の温度インターフェイスの数を減らすことで、能動型回路からヒートシンクへの温度エネルギの迅速な伝達が達成される。好適な実施形態では、能動型回路は、能動型パネル上にフリップチップ回路として取り付けられる。
【００３４】
[0033] 空冷アプローチを使用することで（従来技術のブロワや液体冷却アプローチのいずれかの使用に比して）パネル配列の冷却に手頃なアプローチが提供される。更に、多数のフリップチップが搭載された能動型回路を冷却するために単一のヒートシンクを使用することで（従来技術の個別で多数の「ハットシンク」アプローチに比して）、個別のヒートシンクを各フリップチップ回路上に取り付ける必要はないので、パネル配列を冷却するコスト（部品コストと組立コストの両方）を減らせる。
【００３５】
[0034] 更に、パネル配列はビルディング・ブロックとして動作し、モジュールＡＥＳＡを提供するために他のパネル配列と結合可能である（即ちそのようなパネル配列は空冷される能動型位相配列アンテナを形成するために使用可能である）。その結果、空冷可能なパネル配列の提供は、従来技術のアプローチより低コストのＡＥＳＡ製造を可能にする。
【００３６】
[0035] ある実施形態では、フリップチップ回路は、モノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）として提供され、ヒートシンクの熱スプレッド要素は、フィン又はピンとして提供される。
【００３７】
[0036] ある実施形態では、ヒートシンクは、表面と、パネルの外部表面上に配設された複数のフリップチップＭＭＩＣとの間に機械的インターフェイスを有する、アルミニウムのフィンの付いたヒートシンクとして提供される。そのようなヒートシンクとパネルの空冷は、高価な材料（ダイヤモンドや他のグラファイト材料等）に対する必要性と、温度管理システムからのヒートパイプの除去とを省く。その結果、ここに記述されたシステムは、熱生成回路要素（例えば能動型ＭＭＩＣ）を有する能動型位相配列アンテナを冷却するために低コストのアプローチを提供する。
【００３８】
[0037] ある実施形態では、パネルは、フリップチップが取り付けられたＭＭＩＣを備えた、多層で混合信号のＲＦプリント配線基板（ＰＷＢ）から提供される。単一のヒートシンクは、各フリップチップＭＭＩＣに温度接触するようにＰＷＢに機械的に取り付けられた第１表面を有する。そのようなパネルアーキテクチャは、異なる負荷サイクルの範囲を備えた、Ｔ／Ｒチャネル当たりｍＷからＴ／Ｒチャネル当たりＷの範囲でＲＦ電力レベルにわたる使用に適したパネルを供給するために使用可能である。
【００３９】
[0038] 多数の異なる電力レベルと物理的大きさとを有するシステムで共通のパネルアーキテクチャを使用可能な結果として、システムの各々には共通の製造、組立、パッケージもまた使用可能である。例えば、小電力及び大電力の能動型電気走査配列（ＡＥＳＡ）は、共通の製造、組立、パッケージのアプローチを利用可能である。このことのために、ＡＥＳＡ製造でコスト削減が可能である。その結果、ここに記述されたシステムと技術は、ＡＥＳＡ製造を更に手頃なものとすることが可能である。
【００４０】
[0039] ここに記述されたモジュールシステムもまた、性能の柔軟性を提供する。Ｔ／Ｒチャネルの電子部品の所望のＲＦ出力電力や雑音指数等は、ＰＷＢの外部表面上に広範な表面実装半導体電子部品（即ちフリップチップ）を利用することで達成可能である。能動型構成要素はＰＷＢの外部表面上に取り付けられるので、異なる特性（例えば大電力及び小電力の回路）を有する能動型回路を（例えばフリップチップとして）パネルに取り付けるだけで、同じパネルが広範な応用に使用可能である。その結果、パネルアーキテクチャは、少なくとも以下の半導体電子部品を認容するように構成される点で、設計の柔軟性を提供する。商業的なシリコン技術に基づき、所望のＲＦ特性（例えば最小出力電力で最大雑音指数）を提供するように選択されたＲＦ ＣＯＭＳと、所望のＲＦ出力電力及び雑音指数特性を提供するために選択されたシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）と、所望のＲＦ出力電力密度及び低雑音指数特性を提供するように選択されたガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）である。パネルアーキテクチャはまた、すべての既存の半導体に比して相対的に高出力で高効率で高電力密度（ワット／ｍｍ2）の特性を示す窒化ガリウム（ＧＡＮ）等の現れつつある技術も同様に認容する。
【００４１】
[0040] 上述したように、比較的高コストの位相配列は、すべての特殊な応用やほとんどの特殊な応用での位相配列の使用を排除してきた。組立体と構成要素のコストは、特に能動型送信／受信チャネルにとって、主要なコスト推進力（driver）である。位相配列のコストは、バッチ処理の利用と、構成要素と組立体を接触する労働の最小化で、削減可能である。コンパクトであってコスト効率の良い方法で製造可能で、自動化された工程で組立可能な、組み立て前に個別に試験可能な能動型電子走査配列（ＡＥＳＡ）のためのタイル型サブアレイを提供することは有利であろう。位相配列の低吸収性でライフサイクルコストに対する必要もあるが、同時に、バンド幅、偏波多様性、堅牢なＲＦ性能特性を改善して、ますます増加する更に困難なアンテナ性能要求を満たしている。
【００４２】
[0041] ここに記述されるタイル型サブ配列の少なくともいくつかの実施形態は、陸上や海、航空機のプラットホームのための非常に多様な位相配列レーダミッションや通信ミッションのための、コスト効率の良い位相配列の解決策を可能にする。加えて、少なくともある実施形態では、タイル型サブ配列は、航空機の翼や艦船上、無人飛行機（ＵＡＶ）上の等角配列（conformal arrays）に適用可能な薄くて軽量の構造物を提供する。
【００４３】
[0042] いわゆる「パッケージレスのＴ／Ｒチャネル」の実施形態では、タイル型サブ配列は、同時に、次世代のレーダと通信システムのためのコストと性能とに注意を向けている。多くの位相配列のデザインは、単一のミッションやプラットホームのために最適化される。対照的に、ここに記述されたタイル型サブ配列アーキテクチャの柔軟性は、更に広い一連のミッションのための解決策を可能にする。例えば、ある実施形態では、いわゆる上方多層組立体（ＵＭＬＡ）及び下方多層組立体（ＬＭＬＡ）は、各々ここで更に記述されるが、共通のビルディング・ブロックとして働く。ＵＭＬＡは、ＲＦ信号分配とインピーダンスマッチングと偏波多様性信号の生成とを実行する、層形成されたＲＦ伝送線組立体である。製造は、多層プリント配線基板（ＰＷＢ）材料と工程とに基づく。ＬＭＬＡは、パッケージレス送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルと埋め込みサーキュレータ層サブ組立体とを集積する。好適な実施形態では、ＬＭＬＡは、ボールグリッド配列（ＢＧＡ）の相互接続アプローチを使用したＵＭＬＡに結合される。パッケージレスＴ／Ｒチャネルは、高価なＴ／Ｒモジュールパッケージ構成要素と、関連する組立コストとを省く。パッケージレスＬＭＬＡの主要なビルディング・ブロックは、下方多層基板（ＬＭＬＢ）である。ＬＭＬＢは、ＲＦ，ＤＣ及び論理信号分配と、埋め込みサーキュレータ層とを集積する。Ｔ／Ｒチャネル・モノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）及び構成要素、ＲＦ，ＤＣ／論理コネクタ、温度スプレッダインターフェイス基板のすべては、ピックアンドプレース（pick and place）設備を使用して、ＬＭＬＡ上に組立可能である。
【００４４】
[0043] 本発明の更なる特徴に従えば、タイル型サブ配列は、異なる回路基板上の異なる回路層の間の１又は２以上のＲＦ相互接続部を備える少なくともひとつのプリント配線基板組立体を備え、ＲＦ相互接続部の各々は、ＲＦスタブのインピーダンス特性を適合させるための機構を提供する１又は２以上のＲＦマッチングパッドを備えて、所望のＲＦ動作周波数帯にわたって所望の挿入損失とインピーダンス特性とを有するＲＦ相互接続部を提供する。
【００４５】
[0044] この特殊な配置を備えて、タイル型のサブ配列は、ＲＦビアスタブを省くために一般に必要とされるバックドリルや埋め戻しを実行する必要性なしで製造可能である。ＲＦマッチングパッド技術は、、回路基板のブランク層（即ち銅を有しない層）上、或いは、回路基板の接地平面層（即ちエッチングされたリリーフ領域）内にコンダクタが提供される技術を参照する。ＲＦビアのインピーダンス特性（ＲＦ相互接続部回路として参照される）を調節するための機構を備えたコンダクタ及び関連するリリーフは、回路基板内で提供される。バックドリルと埋め戻しの操作を利用する必要性が省かれるので、ＲＦマッチングパッドアプローチのために標準的な低アスペクト比の穿孔と平面製造の操作が可能になり、内部回路層を接続し、Ｘバンド（８ＧＨｚ−１２ＧＨｚ）のような所望の周波数帯にわたる低挿入損失特性をも有するＲＦビアを製造する。
【００４６】
[0045] 知られるように、モード抑制ビアは、取り囲む回路からＲＦ相互接続部が電気絶縁されることを助け、それにより、信号が信号経路間の「漏電」から防ぐ。従来のシステムでは、モード抑制ビアもまた穿孔されめっきされて、同時に、相互接続ＲＦビアは穿孔されめっきされる。
【００４７】
[0046] しかし、本発明のＲＦマッチングパッドアプローチで、ＲＦとモード抑制ビアのすべてが組立体全体を貫通して穿孔されめっきされることが可能であり、ＲＦ相互接続部上でバックドリルと充填の操作を利用する必要性はない。その結果、穿孔の許容値と埋め戻し材料の許容値のためにチャネル間の変動量が省かれるから、ＲＦ性能を同時に改善する一方、バックドリルと埋め戻しの操作に関連した製造コストは完全に省くことが可能である。
【００４８】
[0047] ある実施形態では、ＲＦマッチングパッド技術は、ＲＦ相互接続部及びモード抑制回路の接地平面層内の管状リングのリリーフ領域で囲まれた銅ディスクを利用する。ＲＦマッチングパッド技術は、ストリップライン伝送線の中央コンダクタのような、ＲＦ相互接続部とＲＦ信号経路との間のＲＦジャンクションを越えて、１／４波長かそれ以下だけ延在する任意のＲＦスタブに適用可能な一般的な技術である。
【００４９】
[0048] 本発明と同様に、本発明の以上の特徴は、図面についての以下の記述から更に十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】複数のタイル型サブ配列で形成された配列アンテナの平面図である。[0049]
【図１Ａ】図１で示された配列アンテナで使用された型のタイル型サブ配列の斜視図である。[0050]
【図１Ｂ】図１Ａに示されたタイル型サブ配列の一部の拡大斜視図である。[0051]
【図１Ｃ】図１Ａ、１Ｂに示されたタイル型サブ配列の一部の断面図である。[0052]
【図２】単一の送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルを有する２重サーキュラ偏波（ＣＰ）タイル型サブ配列の一部のブロック図である。[0053]
【図３】図１Ｃに示された型の上方多層組立体（ＵＭＬＡ）の断面図である。[0054]
【図４】図３に示された伝送の拡大断面図である。[0055]
【図４Ａ】図４の断面の平面図である。[0056]
【図４Ｂ】図４の断面の底面図である。[0057]
【図４Ｃ】図３に示されたＲＦ伝送の拡大概観図である。[0058]
【図４Ｄ】図３，４に示された伝送のための予測挿入損失対周波数のプロットである。[0059]
【図５】図３に示された伝送の拡大断面図である。[0060]
【図５Ａ】図５の断面の平面図である。[0061]
【図５Ｂ】図５の断面の底面図である。[0062]
【図５Ｃ】図３に示された伝送の拡大概観図である。[0063]
【図５Ｄ】図３，４に示された伝送のための予測挿入損失対周波数のプロットである。[0064]
【図６】ＲＦマッチングパッドの導電性領域又はリリーフ領域のための、例示的な形状の平面図である。[0065]
【図６Ａ】ＲＦマッチングパッドの導電性領域又はリリーフ領域のための、例示的な形状の平面図である。[0066]
【図７】上方多層組立体（ＵＭＬＡ）に結合された下方多層組立体の代替的な実施形態のブロック図である。[0067]
【図８】パネル配列の等角図である。[0068]
【図８Ａ】パネル配列の等角図である。[0069]
【図８Ｂ】パネル配列の拡大された等角図である。[0070]
【図８Ｃ】パネル配列の拡大された等角図である。[0071]
【図８Ｄ】図８Ａに示されたパネル配列の線８Ｄ−８Ｄで切った断面図である。[0072]
【図９】多層プリント配線基板（ＰＷＢ）の断面図である。[0073]
【発明を実施するための形態】
【００５１】
[0074] 図面と文章における明瞭性を促進する意図で、図面は等縮尺される必要はなく、替わりに、本発明の原理を説明する上で、一般に、強調がされることは理解されるべきである。
【００５２】
[0075] 本発明の様々な実施形態を記述する前に、いくつかの導入概念および専門語を説明する。「パネル配列」（又は更に単純に「パネル」）は、１つの高度に集積されたＰＷＢにおけるＲＦ、論理及びＤＣ分配回路と同様、アンテナ要素（又は更に単純に「放射要素」又は「放射器」）の配列を含む多層プリント配線基板（ＰＷＢ）を参照する。パネルはまた、ときとして、タイル型配列（又は更に単純に「タイル」）としてここに参照される。
【００５３】
[0076] 配列アンテナは、単一のパネル（又はタイル）、又は、複数のパネルで提供されるであろう。配列アンテナが複数のパネルで提供される場合、複数のパネルの単一のものは、ときとして、「パネル型サブ配列」（又は「タイル型サブ配列」）としてここに参照される。
【００５４】
[0077] 参照は、ときとして、特殊な数のパネルを有する配列アンテナに対してここでなされる。もちろん、配列アンテナが任意の数のパネルで構成されること、そして、当業者が任意の特殊な応用で使用するために特殊な数のパネルを選択する方法を認識するであろうことは、認識されるべきである。
【００５５】
[0078] 参照は、ときとして、特殊な配列形状、及び／又は、物理的な大きさ又は特殊な数のアンテナ要素を有するパネルや配列アンテナに対してここでなされることもまた記述されるべきである。ここに記述された技術がパネル、及び／又は、配列アンテナの様々な大きさと形状に適用可能であることを当業者は認識し、任意の数のアンテナ要素が使用されるであろうことを認識するであろう。
【００５６】
[0079] 同様に、参照は、ときとして、特殊な幾何形状（例えば、四角形、長方形、円）、及び／又は、大きさ（例えば、特殊な数のアンテナ要素）、又は、特別な格子型や空間のアンテナ要素を有するパネルやタイル型サブ配列に対してここではなされる。ここに記述された技術が、パネル（又はタイル）及び／又はパネル型サブ配列（又はタイル型サブ配列）の様々な大きさと形状に対するのと同様に、配列アンテナの様々な大きさと形状に適用可能であることを当業者は認識するであろう。
【００５７】
[0080] その結果、ここで以下に提供される記述は、実質的に四角形か長方形形状を有し、実質的に四角形か長方形形状を有する複数のタイル型サブ配列で構成される配列アンテナの内容物における進歩的な概念を記述するが、その概念は、多様な異なる大きさ、形状、型のアンテナ要素を有する配列アンテナ及びパネル（又はタイル型サブ配列）の他の大きさと形状にも等しく適用すると、当業者は認識するであろう。また、パネル（又はタイル）は、多様な異なる格子状の配置に並べられることがある。その配置は、限定する意図はないが、任意の形状の配列形状を含む非周期的な他の幾何配置と同様、周期的な格子状の配置や構成（例えば、長方形、円、正三角形や二等辺三角形、渦巻状の構成）を含む。
【００５８】
[0081] 参照はまた、ときとして、ここでは、特殊な型や大きさ、及び／又は、形状を有するアンテナ要素を含む配列アンテナに対してなされる。例えば、ある型の放射要素は、特定の周波数（例えば１０ＧＨｚ）や周波数帯（例えばＸバンド周波数帯）での動作で受信可能な四角形の形状と大きさとを有する、いわゆるパッチアンテナ要素である。参照はまた、ときとして、ここでは、いわゆる「積層型パッチ（stacked patch）」アンテナ要素に対してなされる。他の形状及び型のアンテナ要素（例えば積層型パッチアンテナ要素以外のアンテナ要素）もまた使用され、１又は２以上のアンテナ要素の大きさがＲＦ周波数帯における任意の周波数（例えば約１ＧＨｚから約１００ＧＨｚの範囲の任意の周波数）での動作のために選択されるであろうことを当業者はもちろん認識するであろう。本発明のアンテナで使用されるであろう送信要素の型は、限定する意図はないが、ノッチ要素（notch element）、ダイポール、スロット、又は、当業者には既知の（要素がプリント回路要素であるかどうかにかかわらず）他の任意のアンテナ要素を含む。
【００５９】
[0082] 各パネル又はタイル型サブ配列におけるアンテナ要素が、複数の異なるアンテナ要素の格子状の配置の任意の１つを有して提供されるであろうということもまた認識されるべきである。それは、非周期的な任意の格子状の配置は言うまでもなく、長方形や正方形、三角形（例えば正三角形や二等辺三角形）、渦巻状の構成等の周期的な格子状の配置（又は構成）を含む。
【００６０】
[0083] ここに記述したパネル配列（ａ／ｋ／ａタイル型配列）アーキテクチャの少なくともいくつかの実施形態の適用は、限定する意図はないが、艦船ベースの、航空機、ミサイル及び衛星の応用を含む、非常に多様な応用のためのレーダ、電子戦（ＥＷ）及び通信システムを含む。少なくとも１つの実施形態では、送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネル当たり０．４５４ｋｇ（１ポンド）以下の重量と、チャネル当たり１００ドル以下の製造コストとを有するパネル（又はタイル型サブ配列）が望まれる。その結果、ここで記述されるパネル（又はタイル型サブ配列）は、レーダシステムや通信システムの一部として使用されることがあることは認識されるべきである。
【００６１】
[0084] ここで更にまた説明されるように、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、限定する意図はないが、軍事、航空機、艦船、通信、無人飛行機（ＵＡＶ）、及び／又は、商業的なワイヤレスの応用に適用可能である。
【００６２】
[0085] 以下に記述されるべきタイル型サブ配列はまた、埋め込みサーキュレータと、スロット結合された偏波エッグクレート放射器と、単一集積型のモノリシック・マイクロウェーブＩＣ（ＭＭＩＣ）と、受動型無線周波数（ＲＦ）回路アーキテクチャとを利用可能である。例えば、ここに更に記述されるように、以下に共通して付与された米国特許に記述された技術は、全体として又は一部が利用可能であり、及び／又は、ここに記述されたタイル型サブ配列の少なくともいくつかの実施形態と共に使用されるように適合可能である。「組み込みプレーナ・サーキュレータ」と題する米国特許番号第６，６１１，１８０号、「スロット結合偏波放射器」と題する米国特許番号第６，６２４，７８７号、及び／又は、「多層ストリップライン無線周波数回路および相互接続方法」と題する米国特許番号第６，７３１，１８９号。上記特許の各々は、ここに参照されることで、全体として本願に組み込まれる。
【００６３】
[0086] さて、図１を参照すれば、配列アンテナ１０は、複数のタイル型サブ配列１２ａ−１２ｘを備える。この実施形態では、合計ｘ個のタイル型サブ配列１２が配列アンテナ１０全体を有することは認識されるべきである。ある実施形態では、タイル型サブ配列の全数は、１６個のタイル型サブ配列（即ちｘ＝１６）である。完全な配列アンテナを提供するために使用されるタイル型サブ配列１２の特殊な数は、多様な要素に従って選択可能であり、限定する意図はないが、動作周波数、配列ゲイン、配列アンテナのために使用可能な利用可能な空間、及び、配列アンテナ１０が使用されることを意図された特殊な用途を含む。当業者は、完全な配列アンテナを提供して使用するために、タイル型サブ配列１２の数を選択する方法を認識するであろう。
【００６４】
[0087] 図１の実施形態では、タイル１２ｂ、１２ｉで示されるように、各タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘは、各列が８個のアンテナ要素１５（又はより簡潔に「要素１５」）を含んだ状態で、アンテナ要素１５の８個の列１３ａ−１３ｈを有する。タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、その結果、８掛ける８の（即ち「８×８の」）タイル型サブ配列といわれる。要素１５は配列アンテナ１０の露出面（又は前面）上で直接に見ることができないので、各アンテナ要素１５は図１において透視図として示されることは記述されるべきである。その結果、この特殊な実施形態では、各タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘは、６４個のアンテナ要素を有する。配列１０が１６個のそのようなタイルを有する場合、配列１０は、全体で、１０２４個のアンテナ要素１５を有する。
【００６５】
[0088] 他の実施形態では、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、１６個の要素を有する。その結果、配列１０が１６個のそのようなタイルを有し、各タイルが１６個の要素１５を有する場合、配列１０は、全部で２５６個のアンテナ要素１５を有する。
【００６６】
[0089] 更に別の実施形態では、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、１０２４個の要素１５を有する。その結果、配列１０が１６個のそのようなタイルを有する場合、配列１０は、全部で１６３８４個のアンテナ要素１５を有する。
【００６７】
[0090] 上記の実施形態を考察すれば、結果として、タイル型サブ配列の各々が任意の所望の数の要素を含むことが可能であることは、認識されるべきである。タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々において、含むべき要素の特殊な数は、多様な要素に従って選択可能であり、限定する意図はないが、多様な要素は、所望の動作周波数、配列ゲイン、アンテナに利用な可能な空間、配列アンテナ１０が使用されることを意図される特殊な用途、各タイル型サブ配列１２の大きさを含む。任意の所定の用途では、各タイル型サブ配列において、含むべき放射要素の適切な数を選択する方法を当業者は認識するであろう。アンテナ配列１０のようなアンテナ配列に含まれるアンテナ要素の１５の全数は、各タイルに含まれるアンテナ要素の数と同様、アンテナ配列に含まれるタイルの数に依存する。
【００６８】
[0091] 以下の記述から明らかになるように、各タイル型サブ配列は、電気的に自律的である（もちろん、タイル内の要素１５と、それとは異なるタイルの要素１５との間に起こる任意の相互結合を除く）。その結果、ＲＦエネルギをタイル上の各放射器と結合するＲＦ給電回路は、そのタイル内に完全に組み込まれる（即ちＲＦ信号をタイル１２ｂ内の要素１５と結合するＲＦ給電及びビーム形成回路のすべてがタイル１２ｂ内に含まれる）。以下の図１Ｂ、１Ｃと連携して記述されるように、各タイルは１又は２以上のＲＦコネクタを含み、ＲＦ信号は各タイル型サブ配列上に備わるＲＦコネクタを通じてタイルに提供される。
【００６９】
[0092] また、論理信号のための信号経路と電力信号のための信号経路は、信号を送信／受信（Ｔ／Ｒ）回路と結合するが、Ｔ／Ｒ回路が存在するタイル内に含まれる。以下に図１Ｂ、１Ｃと連携して記述されるように、ＲＦ信号は、タイル型サブ配列上に提供される１又は２以上の電力・論理コネクタを通じてタイルに提供される。
【００７０】
[0093] 全体の配列１０のＲＦビームは、外部（即ちタイル型サブ配列１２の各々に対する外部）のビーム形成器によって形成され、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々からのＲＦ出力を結合する。当業者には既知のように、ビーム形成器は、従来、プリント配線基板ストリップライン回路として実行され、Ｎ個のサブ配列を１個のＲＦ信号ポートの中へと結合する（そして今ではビーム形成器は１：Ｎのビーム形成器として参照される）。
【００７１】
[0094] タイル型サブ配列は、従来技術を使用して、搭載構造部に機械的に締結され、或いは、その他の方法で固定され、その結果、配列格子パターンは、配列アンテナを有する各タイルを横切って継続する。ある実施形態では、搭載構造部は、タイル型サブ配列が締結具（例えば＃１０−３２の大きさのねじ等）を使用して固定される「ピクチャーフレーム」として提供される。タイルの相互係合セクション間の許容値は、好ましくは±約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の範囲内にあるが、更に大きな許容値もまた、限定する意図はないが、動作周波数を含む多様な要素に基づいて認容される。好ましくは、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘは機械的に搭載され、配列格子パターン（図１の実施形態では三角形の格子パターンとして示される）が、配列１０の面全体１０ａ（又は「面」）を横切って電気的に継続するように現れる。
【００７２】
[0095] ここに記述されるタイル型サブ配列の実施形態（例えばタイル型サブ配列１２ａ−１２ｘ）は、タイル型サブ配列のマイクロウェーブ回路が回路層に含まれる点で、従来のいわゆる（ブリック型の）配列アーキテクチャとは異なることは認識されるべきである。回路層は、タイルで形成される配列アンテナの面（又は表面）（例えば配列アンテナ１０の面１０ａ）によって画定される平面に対して平行な平面の中に配設される。例えば図１の実施形態では、タイル１２ａ−１２ｘが提供される回路基板の層上に提供される回路は、配列アンテナ１０の表面１０ａに対してすべて平行である。配列アンテナの面で画定される平面に平行な回路層を利用することで、タイル型アーキテクチャのアプローチは、減じられたプロフィール（即ち従来型の配列アンテナの厚さと比較して減った厚さ）を有する配列アンテナという結果となる。
【００７３】
[0096] 有利なことに、標準的なプリント配線基板（ＰＷＢ）製造工程を使用して、高度に集積された受動型ＲＦ回路を製造し、商業的なオフシェルフ型（ＣＯＴＳ）マイクロウェーブ材料と高度に集積された能動型モノリシック・マイクロウェーブ集積回路ＩＣ（ＭＭＩＣ’ｓ）とを使用して、ここに記述されたタイル型サブ配列の実施形態は製造可能である。これは、製造コスト削減という結果となる。タイル型サブ配列は、従来型のＰＷＢ製造技術を使用して、比較的大きなパネルやＰＷＢのシートから提供可能であるから、配列アンテナの製造コストもまた削減可能である。
【００７４】
[0097] ある実施形態では、０．５ｍ×０．５ｍの寸法を有し、１０２４個の２重サーキュラ偏波アンテナ要素を有する配列アンテナ（またはときとしてパネル配列として参照される）は、１個のシート（または１個の多層ＰＷＢ）上で製造された。ここに記述される技術は、最大寸法を有し最大４０９６個のアンテナ要素を備えた１ｍ×１ｍのパネルを１枚の多層プリント配線基板（ＰＷＢ）から製造するために、標準的なプリント配線基板工程を使用可能にする。「バッチ工程」のアプローチは、配列内のＴ／Ｒチャネルの製造を含む製造工程を通じて使用可能であるから、大きなパネルを利用する配列アンテナの製造は、関連するＲＦ給電及びビーム形成回路を備えた多くのアンテナ要素を集積することでコストを削減する。パッチ工程は、自動化された設備を使用して、大きな量の製造、及び／又は、材料と構成要素との組立体の使用を参照する。特殊なアンテナのデザインを製造するためのバッチ工程のアプローチを使用する能力は、一般に比較的低い製造コストという結果になり望ましい。タイル型アーキテクチャの使用は、同じ大きさ（即ち実質的に同じ物理寸法を有する）の先行技術の配列と比較して減じられたプロフィールと重量とを有する配列アンテナという結果となる。
【００７５】
[0098] 次に、図１の類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図１Ａを参照すれば、タイル型サブ配列１２ｂをタイル型サブ配列１２ａ、１２ｃ−１２ｘの代表と考えれば、タイル型サブ配列１２ｂは、上方多層組立体（ＵＭＬＡ）１８を含む。ＵＭＬＡ１８は、この実施形態では、いわゆる「２重サーキュレータ偏波積層型パッチエッグクレート放射器」組立体として提供される放射器サブ組立体２２を含む。それは、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「スロット結合偏波放射器」と題する米国特許番号第６，６２４，７８７号に記述された型と同じか類似である。特殊な型の放射器サブ組立体が、図面と文章によって提供される記述における明瞭性を促進するためだけにここに記述されることは、もちろん正しく評価されるべきである。特殊な型の放射器の記述は、いずれにせよ、限定が意図されず、限定されるものとして解釈されるべきではない。その結果、積層型パッチアンテナ要素以外のアンテナ要素は、タイル型サブ配列内で使用されるであろう。
【００７６】
[0099] 放射器サブ組立体２２は、レードーム（radome）として動作可能な第１表面２２ａを有し、第２の対向する表面２２ｂを有して提供される。図１Ｂ、１Ｃと連携して以下に詳細に記述されるように、放射器組立体２２は、複数のマイクロウェーブ回路基板（またＰＷＢとして参照される）（図１Ａでは見ることはできない）で構成される。放射器要素１５は、表面２２ａの下方に配設され、その結果、図１Ａの視点で直接に見ることはできないから、図１Ａ内に透視図として示される。
【００７７】
[0100] 放射器サブ組立体２２は、上方多層（ＵＭＬ）基板３６（またはＵＭＬＢ２３６）の上方に配設される。以下に図１Ｂ、１Ｃに連携して詳細に記述されるように、ここに記述された実施形態において、ＵＭＬ基板３６は、加えられてＵＭＬ基板３６を形成する８個の個別のプリント回路基板（ＰＣＢ）で構成される。他の実施形態では、ＵＭＬ基板３６が８個以外の数のＰＣＢで構成されることは、もちろん、認識されるべきである。ＵＭＬ基板３６は、ＲＦ信号を放射器サブ組立体２２の一部として提供されるアンテナ要素１５と結合するＲＦ給電回路を含む。
【００７８】
[0101] ＵＭＬ基板３６は、この特殊な実施形態では、いわゆる「ファズボタン」基板５０として提供される第１相互接続基板５０の上方に配設される。相互接続基板５０は、替わって、第２相互接続基板７１の上方に配設されたサーキュレータ基板６０の上方に配設される。図１Ｂと連携して記述されるように、第２相互接続基板７１は、複数のＴ／Ｒモジュール７６（図１Ｂ）の上方に配設された、いわゆるファズボタンエッグクレート基板として提供されるであろう。ファズボタンエッグクレート基板７１は、下方多層（ＬＭＬ）基板８０の上方に配設され、ＬＭＬ基板８０は、温度スプレッダ板８６の上方に配設される。ＬＭＬ基板８０及び温度スプレッダ板８６は、Ｔ／Ｒモジュール７６（図１Ａでは見ることができない）と共に、下方多層組立体２０（ＬＭＬＡ２０）を有する。
【００７９】
[0102] 「ファズボタン」基板５０は、回路とＵＭＬ基板３６及びサーキュレータ基板６０上の信号との間にＲＦ信号経路を提供する。同様に、「ファズボタン」エッグクレート基板７１は、サーキュレータ基板６０とＬＭＬ基板８０との間にＲＦ信号経路を提供する。図１Ｂに連携した以下の記述から明らかなように、ファズボタンエッグクレート基板７１は、ＬＭＬ基板８０の表面上に備えられた複数のＴ／Ｒモジュール（図１Ａでは見られない）の上方に配設される。ファズボタンエッグクレート基板７１と同様に、ファズボタン基板５０は、各々、多数の同軸のＲＦ伝送線で構成される。各同軸のＲＦ伝送線は、円筒形状に紡がれたベリリウム銅配線で構成され、（いわゆるファズボタンを形成するように）圧縮されて誘電体スリーブ内に捉えられることが可能であり、ファズボタン／誘電体スリーブの組立体は、それから、金属基板（例えば基板５０内として）や金属エッグクレートに組み立てられる。ファズボタン基板５０及びファズボタンエッグクレート７１は、ＵＭＬ基板３６、サーキュレータ基板６０、ＬＭＬ基板８０の機械的組立体を可能にする。このことは、比較的大きな配列アンテナ（例えば接地ベースのレーダ配列のため領域で約１ｍ四方（１ｍ2）より大きい配列面を有する配列アンテナ）にとって重要である。それは、「既知の良好なサブ組立体」（即ち試験されて実施が認容されることが試験で判明したサブ組立体）を集積することで、比較的高い歩留まりが達成される。しかし、更に小さな配列（例えば携帯型のレーダ配列のため領域で約１ｍ2より小さい配列面を有する配列アンテナ）にとって、ＵＭＬ基板３６とサーキュレータ基板６０とＬＭＬ基板８０とは、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「多層ストリップライン無線周波数回路および相互接続方法」と題する米国特許番号第６，７３１，１８９号に記述されるように、ボールグリッド配列相互接続方法を使用して、機械的で電気的に集積可能である。その結果、このアプローチは、応用とプラットホームのために、組立体に柔軟性を許容する。
【００８０】
[0103] 上述のように、ファズボタン基板５０は、サーキュレータ基板６０の上方に配設される。この特殊な実施形態では、サーキュレータ基板６０は、いわゆる「ＲＦオンフレックスサーキュレータ（RF-on-Flex circulator）」基板６０として提供される。サーキュレータ基板６０は、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「組み込みプレーナ・サーキュレータ」と題する米国特許番号第６，６１１，１８０号に記述された型と同じか類似である。
【００８１】
[0104] サーキュレータ基板６０は、タイル型サブ配列内で提供される送信信号経路と受信信号経路との間のＲＦ信号の結合を妨げるために配設された複数の組み込みサーキュレータ基板をそこに提供してきた。即ち、サーキュレータ基板６０は、送信信号経路を受信信号経路から遮断するように機能する。
【００８２】
[0105] サーキュレータ基板６０は、第２相互接続基板７１（ａｋａファズボタンエッグクレート基板７１）の上方に配設され、その中に複数の送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール（図１Ａでは見ることができない）が配設される。ファズボタンエッグクレート基板７１は、Ｔ／Ｒモジュール（半田付けされるか他の方法でＬＭＬ基板８０上の回路に電気結合される）とサーキュレータ基板６０との間でＲＦ信号を結合するために配設される。
【００８３】
[0106] 上述のように、ファズボタンエッグクレート層７１は、下方多層（ＬＭＬ）基板８０の上方に配設され、ＬＭＬ基板８０は、温度スプレッダ板８６及びＴ／Ｒモジュール７６の上方に配設され、下方多層（ＬＭＬ）基板８０は温度スプレッダ板８６と共に下方多層組立体（ＬＭＬＡ）２０を有する。図１Ａに示される特殊な実施形態では、ファズボタンエッグクレート層７１がＬＭＬＡ２０の一部として含まれないことは認識されるべきである。
【００８４】
[0107] 次に、図１、１Ａの類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図１Ｂを参照し、放射器サブ組立体２２は、第１放射器基板２４と、第１のいわゆる「エッグクレート」基板２６（図１Ｃ内で見ることが可能なエッグクレート壁部２６ａ、２６ｂを備えた）と、第２放射器基板２８と、第２エッグクレート基板３０（図１Ｃ内で見ることが可能なエッグクレート壁部３０ａ、３０ｂを備えた）とで構成される。第１基板２４は、第１の複数の放射アンテナ要素１５ａ（図１Ｃ内で最も明確に見ることが可能な第１の複数の放射要素１５ａ）を含む。基板２４は第１のいわゆる「エッグクレート」基板２６の上方に配設され、放射要素の各々はエッグクレート基板２６内の開口部と整合するように整列される。
【００８５】
[0108] エッグクレート基板２６は、第２基板２８の第１表面２８ａの上方に配設される。基板２８ｂの第２の反対の表面は、その上に配設される第２の複数の放射アンテナ要素１５ｂを有する。第２の複数の放射要素１５ｂは、この視線内では直接に見ることができず、その結果、図１Ｂ内に透視図で示される。放射要素１５ａ、１５ｂは、図１Ｃの視線で明確に見ることが可能である。一緒にとられた第１及び第２要素１５ａ、１５ｂは、一般に、図１，１Ａ内の１５で示される。第２基板２８は、第２「エッグクレート」基板３０の上方に配設される。第２エッグクレート基板３０内の開口部が第１エッグクレート基板２６内の開口部と整合するように、第１及び第２エッグクレート基板２６，３０は整合される。第２基板２８上のアンテナ要素１５ｂのセットは、第２エッグクレート基板３０内の開口部と整合するように配置される。
【００８６】
[0109] 放射器サブ組立体２２は、ＲＦ給電回路を有する複数の基板３８，４０で構成されるＵＭＬ基板３６の上方に配設される。ＲＦ給電回路は、放射器サブ組立体２２のアンテナ要素と、以下に記述されるはずのＲＦ送信器及び受信機回路との間で、ＲＦ信号を結合する。ＲＦ給電回路基板３８，４０がそれ自身個々の多数の回路基板で構成され、回路基板が結合されるか他の方法で一緒に連結されてＵＭＬ基板３６を提供することは、認識されるべきである。
【００８７】
[0110] 放射器サブ組立体２２及びＵＭＬ基板３６が一緒になってＵＭＬＡ１８を形成することもまた認識されるべきである。ＵＭＬＡ１８は、ＬＭＬＡ２０の上方に配設され、それに結合される。特に、ＵＭＬ基板３６は、ファズボタン基板５０、サーキュレータ基板６０、ファズボタンエッグクレート基板７１の上方に配設される。その結果、この特殊な実施形態では、ファズボタン基板５０、サーキュレータ基板６０、ファズボタンエッグクレート基板７１は、ＵＭＬＡ１８とＬＭＬＡ２０との間に配設される。ファズボタン基板５０は、ＵＭＬＡ１８内の回路基板とサーキュレータ基板６０のビア間のＲＦ接続を利用し、ファズボタンエッグクレート基板７１は、サーキュレータ基板６０とＬＭＬＡ２０との間のＲＦ接続を利用する。
【００８８】
[0111] ファズボタンエッグクレート基板７１は、Ｔ／Ｒモジュール及びＬＭＬＢ８０の表面の上方に配設される。図１Ｂの拡大図でＴ／Ｒモジュール７６がＬＭＬ基板８０から分離して示されているが、実際には、Ｔ／Ｒモジュール７６は従来技術を使用してＬＭＬ基板８０に接続されることは認識されるべきである。ＬＭＬ基板８０は、それの中央線の一部に沿って形成されたスロット８７を有する熱スプレッダ板８６の上方に配設される。
【００８９】
[0112] 熱スプレッダ板８６、ＬＭＬ基板８０、Ｔ／Ｒモジュール７６は一緒になって、ＬＭＬＡ２０を有する。複数のＤＣ及び論理コネクタ８８，９０は、温度スプレッダ板８６内で提供されるスロット８７及び開口部を通じて配設され、電気的な入力／出力接続をＬＭＬＡ２０に提供する。１対のＲＦコネクタ９１ａ、９１ｂもまた、温度スプレッダ板８６内の孔９３ａ、９３ｂを通じて配設され、その結果、ＬＭＬ基板８０に電気接続し、タイル１２ｂのためにＲＦ接続ポートを提供する。
【００９０】
[0113] ＵＭＬＡ１８、ファズボタン基板５０、サーキュレータ基板６０、ファズボタンクレート基板７１、ＬＭＬＡ２０は、各々が、その中に複数の孔９４を有して提供される。図面で明瞭性を促進するために、各孔９４が示されているわけではなく、示された各孔にラベルがされているわけではない。孔９４の各々の少なくとも一部はねじが形成されている。一般的に符号９２が付された対応する複数のねじは孔９４を貫通し、ねじ９２のねじは孔９４内の対応するねじに螺合する。その結果、ねじ９２は、ＵＭＬＡ１８をＬＭＬＡ２０に締結し固定して（基板５０，６０，７１をその間に固定することと同様に）、その結果、組み立てられたタイル１２ｂを提供する。図１Ｂの実施形態では、放射器組立体２２内の孔９４の一部はねじが形成され、ねじが熱スプレッダ板８６及びＬＭＬＡ２０を通じて挿入され、放射器組立体２２内の孔９４のねじ部分に螺合する。再び、図面では明瞭性を促進するために、各ねじ９２が示されていないが、示された各ねじにラベルが付されているわけではない。
【００９１】
[0114] ねじ９２が孔９４を貫通可能にするために、ＵＭＬＡ１８及びＬＭＬＡ２０を有する基板の各々において、基板の各々の孔９４は整合されなければならないことは認識されるべきである。また、重要なことに、タイル１２ｂを提供する基板内に提供される任意の回路や回路要素を避けるために、孔９４は基板内に配置される。
【００９２】
[0115] １対のボス９５は、ポイント９６で熱スプレッダ板に結合されて、タイル１２ｂとの機械的なインターフェイスのためのポイントを提供する。ある実施形態では、ボス９５は、ねじが形成され、空冷による温度管理のために、液体冷却板組立体と（この例にあるように）熱交換組立体（例え、以下に記述される温度スプレッダ板８６）のいずれかを受け入れ利用可能とされる。
【００９３】
[0116] ２個のＬＭＬＡ２０だけが図１Ｂに示され、複数のＬＭＬＡ２０がＵＭＬＡ１８に取り付けられて完全なタイル型サブ配列１２を形成することは認識されるべきである。図１Ｂの実施形態では、１個のＵＭＬＡ２２のために４個のＬＭＬＡがある。しかし、一般的に、要求されるＬＭＬＡ２０の数は、少なくと一部には、タイル型サブ配列に含まれる放射要素の数に依存する。
【００９４】
[0117] この特殊な例では、各タイル型サブ配列１２は、８列のサブ配列の中で所定のパターン（ここでは三角形の格子パターン）に統一的に分配された６４個の放射アンテナ要素を含む（即ちタイル型サブ配列の各列は同じ数のアンテナ要素を含む）。図１−１Ｃの例示的なデザインでは、各ＬＭＬＡ２０は、全部で１６個のアンテナ要素１５で構成される２列のアンテナ要素１５に結合されるように適合される（図１Ｂでは各要素１５が積層型パッチ要素に対応し、各積層型パッチ要素１５が２個のパッチ要素１５ａ、１５ｂからなることはもちろん留意されたい）。異なって述べるが、各ＬＭＬＡ２０はサブ配列１２ｂの２×８部分に給電する。その結果、タイル型サブ配列１２ｂ内に８列のアンテナ要素があり、各ＬＭＬＡが２列に給電するから、４個のＬＭＬＡ２０がサブ配列１２ｂ全体に給電するように要求される。この実施形態では、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は８列のアンテナ要素を有するので、タイル型サブ配列１２ａ−１２ｘの各々は、４個のＬＭＬＡ２０を必要とする。
【００９５】
[0118] 記述及び図面における明瞭性を促進する努力の中で、２個のＬＭＬＡ２０だけが図１Ｂの実施形態中に示されていることは認識されるべきである。しかし、上述したように、実際には、４個のＬＭＬＡ２０ａ−２０ｄがＵＭＬＡ１８の適切な領域に締結されて、完全なタイル１２ｂを提供する。
【００９６】
[0119] この例では、各ＬＭＬＡ２０は２列のアンテナ要素に給電するが、各ＬＭＬＡが３列以上又は１列のアンテナ列に電力を供給する実施形態を作ることが可能であることは理解されるべきである。例えば、タイル型サブ配列が、図１−１Ｃに示されるように８列を有すると仮定すれば、ＬＭＬＡは、１列のアンテナ要素（その中でタイル型サブ配列当たり８個のＬＭＬＡが必要とされるであろう）に結合されるように作られるであろう。或いは、他の実施形態では、ＬＭＬＡの構成は、４列のアンテナ要素（その中でタイル型サブ配列当たり２個のＬＭＬＡが必要とされるであろう）や、８列のアンテナ要素（その中でタイル型サブ配列当たりたった１個のＬＭＬＡが必要とされるであろう）に結合されるように作られるであろう。任意の特殊なタイル型サブ配列で使用すべき特殊な数のＬＭＬＡ（即ち特殊なＬＭＬＡの構造）は、多様な要素に依存する。その要素には、限定する意図はないが、タイル型サブ配列の放射要素の数、各ＬＭＬＡのコスト、タイル型サブ配列が使用される特別の用途、サブ配列でのＬＭＬＡの変化の容易性（又は困難性）（例えばＬＭＬＡが作動しなくなるとき）、ひとつが作動しなくなるときのタイル型サブ配列内のＬＭＬＡの修理、置換、他の方法での変化のコストが含まれる。当業者は、特別な用途のために特別なＬＭＬＡの構造を選択する方法を理解するであろう。
【００９７】
[0120] 各ＬＭＬＡは、１又は２以上のＴ／Ｒチャネルと関連するであろう。例えば、図１−１Ｃの実施形態では、各ＬＭＬＡ２０は、タイル型サブ配列１２ｂの一部として提供された２×８配列のアンテナ要素に結合された、２×８レイアウトで配置された１６個のＴ／Ｒチャネルを含む。その結果、４個のそのようなＬＭＬＡ２０は、完全なタイル型サブ配列内で使用される。
【００９８】
[0121] 次に、図１−１Ｂの類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図１Ｃを参照すれば、放射器組立体２２は、上方と下方のパッチ放射器１５ａ，１５ｂを有するいわゆる「積層型パッチ」エッグクレート放射器サブ組立体２２として提供されて示される。第１アンテナ要素１５ａは基板２４の表面２４ｂ上に配設され、第２アンテナ要素１５ｂは基板２８の表面２８ｂ上に配設される。２つの基板２４，２８は、エッグクレート基板２６によって離間される。放射器組立体２２と同じか類似の積層型パッチ放射器組立体の詳細は、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた「スロット結合偏波放射器」と題する米国特許番号第６，６２４，７８７号に記述される。
【００９９】
[0122] ２重の積層型パッチエッグクレート放射器組立体２２は、偏波及び給電回路基板４０，３８から提供されるＵＭＬ基板３６の上方に配設される。偏波及び給電回路基板４０，３８は、複数のＲＦプリント回路基板１００−１１４から提供される。回路基板１００，１０２は、アンテナ要素給電回路を有し、回路基板１０４−１１０は、電力デバイダ回路を有し、回路基板１１２，１１４は、偏波回路を有する。この実施形態では、偏波、給電、電力デバイダ回路はいずれも、プリント回路として実行され、しかし、低コスト、低プロフィール、機能的に同等の回路を実行するための技術もまた使用されるであろう。
【０１００】
[0123] この実施形態では、回路基板１００は、それの表面上に配設されたコンダクタを有する。１対の開口部即ちスロット１０１ａ、１０１ｂが、コンダクタ１０１内に形成され、又は他の方法で提供され、ＲＦ信号は、スロット１０１ａ、１０１ｂを通じてアンテナ要素１５ａ、１５ｂに結合される。タイル型サブ配列は、その結果、非共鳴スロット結合を利用するバランスされた給電回路（図１Ｃ内に見ることはできない）を利用する。非共鳴スロット結合の使用は、２つの利益を提供する。第１に、スロット（例えばスロット１０１ａ、１０１ｂ）の使用は、実質的にスプリアスの（spurious）放射を妨げることを助けることが可能なアンテナ要素（例えばアンテナ要素１５ａ、１５ｂ）から給電ネットワークを遮蔽することを助け、第２に、非共鳴スロットが、放射器のゲインを実質的に減らすことが可能な強いバックローブ放射（共鳴スロットの特徴）を除去することを実質的に助ける。給電回路がストリップライン給電回路として実行される実施形態では、給電回路及びスロットは、ＵＭＬ基板３６の適切な部分内で提供されるめっきされたスルーホール（モード抑制ポストとして動作する）で遮断される。
【０１０１】
[0124] ＵＭＬ基板３６（偏波及び給電回路基板４０，３８で構成される）は、ファズボタン基板５０の上方に配設される。ファズボタン基板５０は、１又は２以上の電気信号経路１１６（図１Ｃでは１つの電気信号経路だけが示される）を含む。電気信号経路１１６は、ＵＭＬ基板３６の一部として含まれる回路（例えば偏波及び給電回路）とサーキュレータ基板６０上に含まれる回路との間の電気接続を提供する。
【０１０２】
[0125] サーキュレータ基板６０は、（ある実施形態ではバリウムコバルト磁石として提供される）磁石１２５当たり５個の回路基板１１９−１２３と、（ある実施形態ではガーネットフェライトとして提供される）フェライトディスク１２４と、（ある実施形態では磁石化可能なステンレス鋼として提供されるが、任意の磁石化可能な材料から提供可能な）磁極片（pole piece）１２７とで構成される。回路基板１２１上で提供されるプリント回路は、サーキュレータ回路を完成し、サーキュレータを通じて伝播するＲＦ信号のための信号経路を提供する。ある実施形態では、サーキュレータは、本発明の出願人に付与されて参照することで全体がここに組み込まれた組み込みプレーナ・サーキュレータと題する米国特許番号第６，６１１，１８０号に記述された型として、実行される。サーキュレータ基板６０は、「ファズボタン」エッグクレート基板７０の上方に配設される。
【０１０３】
[0126] ブリック・スタイル（brick style）型アーキテクチャを有する配列アンテナ内に、図１Ｃに示されるＲＦサーキュレータのようなサーキュレータが、一般に、各Ｔ／Ｒチャネルと共に含まれる基板内に組み込まれることは認識されるべきである。
【０１０４】
[0127] しかし、ここに記述された発明の本実施形態では、タイル型サブ配列１２ｂのデザインは、サーキュレータをＴ／Ｒモジュールから除去し、それを分離したサーキュレータ基板６０内に埋め込む。例えば、図１Ｃ内に示される実施形態では、ＲＦサーキュレータ構成要素（例えばフェライト１２４の磁石１２５と磁極片１２７）は、低損失で低誘電率の一定のポリテトラフルオロエタン（ＰＴＦＥ）ベースの材料のような商業的に利用可能な材料の層内に「埋められ」「埋め込まれる」ことが可能である。その結果、回路基板１１９−１２３は、ＰＴＦＥベースの回路基板として提供されるであろう。
【０１０５】
[0128] サーキュレータが（Ｔ／Ｒモジュールの一部としてよりもむしろ）埋め込まれたサーキュレータとして提供されることで、Ｔ／Ｒチャネルを大きさの点で非常に減らすことが提供される。Ｔ／Ｒチャネルの大きさを減らすことで、タイル型サブ配列のアンテナ要素における更にタイトな格子スペースが達成可能である。タイトな格子のスペースは、広帯域の位相配列の適用では格子ローブ（gratinglobe）のフリーな走査量を達成するために重要であるから、望ましい。更に、埋め込まれたサーキュレータは、商業的なバッチ処理技術と、更に低コストの位相配列という結果となる商業的に利用可能な材料とを利用して提供可能である。
【０１０６】
[0129] ファズボタンエッグクレート基板７０は、エッグクレート基板７１で提供される。Ｔ／Ｒモジュール７６は、基板７０内に提供される開口部内に配設される。Ｔ／Ｒモジュールは、その上に提供されるボールグリッド配列（ＢＧＡ）１２６を有して提供される。Ｔ／Ｒモジュール７６は、ボール１２６ａに電気結合される第１信号ポートと、ボール１２６ｂに電気結合される第２信号ポートとを含む。ＢＧＡ１２６は、Ｔ／Ｒモジュール７６が配設されるＬＭＬ基板８０内で提供される電気回路及び信号経路に（例えば半田や当業者に公知の電気結合を行う他の任意の技術を介して）電気結合される。基板７１はまた、その中に提供されるファズボタン信号経路１１６を有する。ファズボタン信号経路１１６では、ＲＦ信号は、Ｔ／Ｒモジュール７６の第２ポートから、ＬＭＬ基板８０上のボール１２６ｂと電気信号経路とを通じてサーキュレータ基板６０へ伝播する。
【０１０７】
[0130] この実施形態では、ＬＭＬ基板８０は、２セットのプリント回路基板１３０，１３２で構成され、２セット１３０，１３２の各々は、それ自体、複数のプリント回路基板１３４−１４４，１４６−１５４で構成される。当業者には理解されるように、結合接着層は、ＰＣＢ１３０、１３２の一部として示されないが、ＵＭＬＢ３６内のＰＣＢ３８，４０と共に示されることは記述されるべきである。この実施形態では、回路基板１３０（これゆえに回路基板１３４−１４４）はＬＭＬ基板８０のＲＦ部分に対応し、一方、回路基板１３２（これゆえに回路基板１４６−１５４）は温度スプレッダ板８６上に配設された基板１５４と共に、ＬＭＬ基板８０のＤＣ及び論理信号部分に対応する。
【０１０８】
[0131] 参照符号１６２によって示される複数の温度経路は、Ｔ／Ｒモジュール７６からＬＭＬ基板８０を通じて、好適な実施形態で冷却された温度板として提供される温度スプレッダ板８６へ熱伝達を促進する。この実施形態では、熱スプレッダ板８６は、ＬＭＬ基板８０の基板１５４へ温度伝導性エポキシを介して結合される。いったん基板１３０，１３２が組み立てられて（例えば結合や他の方法で結合されて）ＬＭＬ基板８０を形成すると、温度ピン１６２は（図１Ｃでラベルが付されたのはそのうちの２個だけ）は、ピン１６２のかかりの付いた（barbed）第１端部が孔の中に着座してＢＧＡ１２６との適切な接触を確実にするまで、ＬＭＬ基板８０内の孔の中へと揺らされて入れられる。ピン１６２の第２端部は、ＬＭＬ基板８０を通じて短い距離だけ延在し、ピン１６２の第２端部は、温度スプレッド板８６の孔１６５の中に配設される。それから、孔１６５は、温度伝導性エポキシで埋められる。その結果、ＢＧＡ１２６は、ＲＦ信号とＤＣ及び論理信号との結合と、Ｔ／Ｒモジュール７６からの熱伝達とを達成する手段を提供する。
【０１０９】
[0132] いうまでもないことだが、他の技術もまた、スプレッダ板８６をＬＭＬＡ２０に結合されるために使用されることは認識されるべきである。また、タイル１２ｂ上のスプレッダ板の正確な配置にも関らず、そして、スプレッダ板がどのようにタイル１２ｂに結合されるか（例えば温度伝導性エポキシ、半田、温度グリース等）にも関らず、温度経路（温度経路１６２等）がＴ／Ｒモジュール７６のような熱生成デバイスをスプレッダ板８６のようなヒートシンクに結合することが好ましいということは認識されるべきである。
【０１１０】
[0133] ＲＦコネクタ９１ｂは、ＬＭＬＡ２０内のＲＦ信号経路１６８に結合される。この特殊な実施形態では、ＲＦコネクタはＧＰＰＯコネクタとして提供されるが、電気的及び機械的な特性を有して特殊な用途に適切に適合した任意のＲＦコネクタが使用されるであろう。
【０１１１】
[0134] 断続線で示され参照番号１６８でラベルされるように、ポート９１ｂに供給されるＲＦ信号は、ＬＭＬ基板８０を通じて結合され、ＢＧＡ１２６ａを通じてＴ／Ｒモジュール７６に結合される。ＲＦ信号は、Ｔ／Ｒモジュール７６を通じて伝播し、ＢＧＡ１２６ａを通じて基板１３４，１３６の間の信号経路に沿ってファズボタンエッグクレート基板７０内の信号経路１１６に結合される。信号経路１１６は、基板５０内の信号経路１１６を通じ、ＵＭＬ基板３６上の回路から供給される一連のＲＦ信号経路を通じて、サーキュラ基板６０に通じる。ＵＭＬ基板３６上のＲＦ回路は、放射器層２２に結合される２つの部分１６８ａ、１６８ｂに信号１６８を分ける。サーキュレータ基板及びＴ／Ｒモジュール７６は、システムを２方向性にするように動作することは認識されるべきである。即ち、ポート９１ｂは、入力ポート又は出力ポートのいずれとしても動作するであろう。この方法では、信号１６８は、タイル型サブ配列内のアンテナ要素のカラム（例えば図１Ｂ内に示されるタイル型サブ配列１２ｂのカラム１４ａ）に結合される。
【０１１２】
[0135] 当業者が認識するように、ＵＭＬＡ（そしてＬＭＬＡも同様）の層は、所望のマイクロウェーブ特性を有する実質的に任意のＰＴＦＥベースの材料で製造可能である。例えば、本発明では、ＵＭＬＡ及びＬＭＬＡ内に含まれるプリント回路基板は、織られたガラス布で補強された材料で製造される。
【０１１３】
[0136] ＬＭＬＡは、パッケージレスＴ／Ｒチャネルと埋め込まれたサーキュレータ層サブ組立体とを集積することは認識されるべきである。上述のように、好適な実施形態では、ＬＭＬＡは、ボールグリッド配列（ＢＧＡ）の相互接続アプローチを使用してＵＭＬＡに結合される。パッケージレスＴ／Ｒチャネルは、高価なＴ／Ｒモジュールパッケージ要素と、関連する組立コストとを省く。パッケージレスＬＭＬＡの主要なビルディング・ブロックの１つは、下方多層基板（ＬＭＬＢ）である。ＬＭＬＢは、ＲＦ，ＤＣ及び論理信号分配及び埋め込みサーキュレータ層を集積する。すべてのＴ／ＲチャネルＭＭＩＣ及び構成要素、ＲＦ，ＤＣ／論理コネクタ、温度スプレッダインターフェイス板のすべては、ピックアンドプレース（pick and place）設備を使用して、ＬＭＬＡ上に組み立て可能である。以下の図７は、直接のチップ取り付け実施形態を図解する。その実施形態では、ＭＭＩＣチップは、Ｔ／Ｒチャネル当たり比較的高ピークの送信電力を有することが所望の応用のために、ＬＭＬＢの最下層に直接に取り付けられる。
【０１１４】
[0137] 次に、図２を参照すれば、例示的なタイル型サブ配列２００の一部は、第１インターフェイス２０５、サーキュレータ２０６、第２インターフェイス２０７を通じて、下方多層組立体（ＬＭＬＡ）２０４に結合された上方多層組立体（ＵＭＬＡ）２０２を含む。例えば、インターフェイス２０５は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたファズボタン、インターフェイス５０に類似の型として提供され、サーキュレータ２０６は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたサーキュレータ基板６０に類似の型として提供され、インターフェイス２０７は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたファズボタンエッグクレートインターフェイス７１に類似の型として提供されるであろう。
【０１１５】
[0138] ＵＬＭＡ２０２は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述されたＵＭＬＡ１８等のＵＭＬＡ内に含まれる回路の型を図解する。ＵＭＬＡ２０２は、給電回路２１０に電気結合されたアンテナ要素２０８を含む。好適な実施形態では、給電回路２１０は、バランスされた給電回路として提供される。この特殊な実施形態では、給電回路２１０は、偏波制御回路２１１の入力に結合された１対のポートを有すると示される。この実施形態では、偏波制御回路は、直交ハイブリッド回路２１６に結合された電力デバイダ回路２１２から提供される。しかし、電力デバイダ回路とハイブリッド回路以外の回路は、偏波制御回路を実行するために使用されることは、当業者が認識するだろう。
【０１１６】
[0139] 図２の実施形態では、デバイダ回路２１２は、１対のウィルキンソン型電力デバイダ２１４ａ、２１４ｂから提供される。他の実施形態では、ウィルキンソン型電力デバイダ以外の電力デバイダもまた使用されるであろう。電力デバイダ回路２１２は、直交ハイブリッド回路２１６のポート２１６ａ、２１６ｂの各１つに結合された１対のポート２１２ａ、２１２ｂを有する。ハイブリッド回路２１６の第２の１対のポート２１６ｃ、２１６ｄは、ＵＭＬＡポート２０２ａ、２０２ｂに導く。
【０１１７】
[0140] 上述したように、ＵＭＬＡ２０２は、図１Ａ−１Ｃと連携して上述したＵＭＬＡ１８等のＵＭＬＡ内に含まれる回路のいくつかを図解するように意図される。その結果、図と関連する記述において明瞭性を促進するために、アンテナ要素２０８は、ＵＭＬＡ２０２を介してＬＭＬＡに結合されたそれらのアンテナ要素だけを代表する。その結果、図２の要素２０８は、タイル型サブ配列における（例えばタイル型サブ配列だけが単一のＬＭＬＡを含む実施形態における）アンテナ要素のすべてを代表し、或いは、代替的には、図２の要素２０８は、タイル型サブ配列における（例えばタイル型サブ配列が多数のＬＭＬＡを含む実施形態における）全数のアンテナ要素の一部だけを代表する。
【０１１８】
[0141] 違って述べれば、アンテナ要素２０８は、ＵＭＬＡ２０２を介してＬＭＬＡに結合された全体のタイル型サブ配列内のアンテナ要素の一部を代表する。図１Ｃに連携して上述されたように、タイル型サブ配列（例えば図１−１Ｃ内のタイル型サブ配列１２ｂ）は、単一のＵＭＬＡ（例えば図１Ａ−１Ｃ内のＵＭＬＡ１８）から提供され、そこに結合された多数のＬＭＬＡを有する。代替的には、タイル型サブ配列（例えば図１−１Ｃ内のタイル型サブ配列１２ｂ）は、単一のＵＭＬＡ（例えば図１Ａ−１Ｂ内のＵＭＬＡ１８）及びそこに結合された単一のＬＭＬＡから提供される。そこでは、単一のＬＭＬＡは、ＵＭＬＡからそこに提供されるすべての信号を処理するために必要とされるＴ／Ｒモジュールの数を含む。
【０１１９】
[0142] 図２内に示されるＬＭＬＡ２０４は、給電ネットワーク２１０を通じてアンテナ要素２０８に結合された単一の送信／受信（Ｔ／Ｒ）チャネルだけを含むことは認識されるべきである。その結果、単一のＴ／Ｒチャネルは、単一のアンテナ要素に結合される。しかし、他の実施形態では、単一のＴ／Ｒチャネルは、複数のアンテナ要素に結合されるであろう。また、ＬＭＬＡは、単一のＴ／Ｒチャネルだけを含むように示されるが、他の実施形態では、各ＬＭＬＡは、多数のＴ／Ｒチャネルを有して提供されるであろう。
【０１２０】
[0143] 実際のシステムでは、全体のタイル型サブ配列は、複数のＴ／Ｒチャネルを含み、記述と図面における明瞭性を促進するための努力において、単一のチャネルだけが、図２の実施形態では使用されることが認識されるべきである。その結果、ＬＭＬＡが単一のＴ／Ｒチャネルだけを含むように図解することは、制限するものとして構成される意図でなく、そのように解釈されるべきでない。
【０１２１】
[0144] 図２は、図１−１Ｃと連携して上述されたタイル型サブ配列１２ａ−１２ｘのひとつに含まれる型であるような単一のＴ／Ｒチャネルの要素を示すことは認識されるべきである。もちろん、本発明の様々な実施形態に従って提供されたタイル型サブ配列１２ａ−１２Ｘ（図１）の各々が複数のそのようなＴ／Ｒチャネルを含むことが可能である（そして、一般に含むであろう）ことは、当業者が認識するであろう。
【０１２２】
[0145] ＵＭＬＡポート２０２ａ，２０２ｂは、インターフェイス回路２０５、サーキュレータ回路２０６、インターフェイス２０７を通じて、ＬＭＬＡ２０４のポート２０４ａ，２０４ｂに結合される。特に、インターフェイス回路２０６は、ＲＦ信号がＵＭＬＡからＬＭＬＡに伝播可能な信号経路を含む。信号経路の少なくとも一部は、図１Ａ−１Ｃに連携してここに上述したように、いわゆるファズボタン回路から提供されるであろう。
【０１２３】
[0146] ＬＭＬＡ２０４は、Ｔ／Ｒモジュール２３０を含む。Ｔ／Ｒモジュールは、受信信号経路２３１と送信信号経路２５０とを含む。ＵＭＬＡポート２０２ａ，２０２ｂからの信号は、ポート２０４ａ、２０４ｂで受信信号経路２３１に結合される。第１偏波を有する信号はＵＭＬＡ２０２からポート２０４ａに結合し、第２の異なる偏波を有する信号はＵＭＬＡ２０２からサーキュレータ基板２０６を通じてポート２０４ｃに結合される。
【０１２４】
[0147] 受信信号経路は、１対の単一極二重スロー（single pole double throw）（ＳＰＤＴ）スイッチ２３２，２３４を含む。スイッチ２３２，２３４は、（各々が異なる偏波を有する）２つの信号の所望のひとつをポート２０４ａ、２０４ｃから好適な実施形態で低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２３６として提供される増幅器２３６の入力ポートへ結合するように協働する。スイッチ２３２，２３４が図２に示されるように配置されて、ポート２０４ａでの信号はＬＮＡ２３６の入力ポートに供給される。スイッチ２３２，２３４のスイッチアームが図２に破断線で示されるように配置されて、ポート２０４ｃでの信号はＬＮＡの入力ポートに供給される。
【０１２５】
[0148] ＬＮＡ２３６に供給される信号は、適切に増幅され、ＳＰＤＴスイッチ２３８に結合される。ＳＰＤＴスイッチ２３８のスイッチアームは、受信位置または送信位置のいずれかに配置可能である。（図２に示されるように）受信位置では、ＳＰＤＴスイッチ２３８は、ＬＮＡ２３６の出力から位相シフタ２４０の入力に信号経路を提供する。信号は、位相シフタを介して増幅制御回路２４２（例えば減衰器２４２）に、そして、ＲＦＩ／Ｏ回路２４６に結合される。回路２４６は、ＲＦ，ＤＣ、論理信号をＴ／Ｒモジュール２３０の出力内に結合する。
【０１２６】
[0149] ＳＰＤＴスイッチ２３８、位相シフタ２４０、増幅制御回路２４２のすべてもまた、送信信号経路２５０の一部である。ＴＲモジュールが動作の送信モード状態にあるとき、ＳＰＤＴスイッチ２３８のスイッチアームは、送信位置に配置される（即ち位相シフタ２４０と増幅器２５２への入力との間に低損失信号経路を提供するために）。スイッチ２３８のアームがそのように配置されて、送信信号源（図２内には示されない）からの信号は、分配回路２４６のＲＦ部分を通じて、減衰器２４２、位相シフタ２４０、スイッチ２３８を通じて、電力増幅器２５２として好適に提供される増幅器に結合される。
【０１２７】
[0150] 電力増幅器は、適切に増幅された信号（または送信信号として参照される）をインターフェイス２０７を通じてサーキュレータ２０６のポート２０６ａに提供する。サーキュレータ２０６の第２ポート２０６ｂはインターフェイス２０５を通じてＵＭＬＡポート２０２ｂに結合され、サーキュレータの第３のポート２０６ｂはスイッチ２３２を通じて終端２５４に結合される。
【０１２８】
[0151] それから、送信信号は、偏波制御回路２１１を通じて給電回路２１０に結合され、最後に、ＲＦ送信信号を出射するアンテナ要素２０８に結合される。
【０１２９】
[0152] Ｔ／Ｒモジュール７６は、タイル型サブ配列１２内の能動型回路の実質的にすべてを含むことは認識されるべきである。図１−１Ｃと連携して上述したように、Ｔ／Ｒモジュール７６は送信及び受信信号経路を含み、各経路はＬＭＬＡ２０内のビーム形成器に結合される。
【０１３０】
[0153] ある実施形態では、ＬＮＡ２３６はコンパクトなガリウム砒素（ＧａＡｓ）低ノイズ増幅器として提供され、電力増幅器２５２はコンパクトなＧａＡｓ電力増幅器として提供される。図２では示されないが、いくつかの実施形態では、ＴＲモジュールはまた、スイッチ２３２，２３４，２３８、位相シフタ２４０、または、振幅制御回路２４２のいくつか又はすべてを制御するためのシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）制御モノリシック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）も含む。
【０１３１】
[0154] 次に図３を参照すれば、ＵＭＬＡ２６０は、ＵＭＬＢ２６４の上方に配設された（図１−１Ｃに関連して上述した組立体２２と同じか類似の）エッグクレート放射器組立体２６２で構成される。ＵＭＬＢ２６４は、２つのサブ組立体３１０，３１２で構成される。サブ組立体３１０，３１２の各々は製造され、それから、層２７４を介して結合され、ＵＭＬＢ２６４を提供する。好適な実施形態では、層２７４は、結合層２７４に対応する。ひとつの特殊な実施形態では、層２７４は、キャネート・イースター樹脂Ｂステージ（Cyanate Ester resin B-stage）（例えばＷ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエイツ（W. L. Gore & Associates）によって製造されて、スピードボード−Ｃ（Speedboard-C）（登録商標）の商標名で販売される）として提供される結合層２７４に対応する。エッグクレート放射器及びＵＭＬＢサブ組立体２６２，２６４は、それから、結合されるか、他の方法で固定されて、ＵＭＬＡ２６０を提供する。エッグクレート放射器２６２及びＵＭＬＡ２６４は、固定されて、導電性エポキシ結合フィルムを介して達成される。当業者には公知の任意でマイクロウェーブ回路サブ組立体を適切に固定する他の結合又は締結の技術もまた使用されるであろうということを、当業者はもちろん認識するであろう。好適な実施形態では、ＵＭＬＡ２６０は、結合された組立体として提供されることは認識されるべきである。しかし、本発明に従えば、最終的に結合されたＵＭＬＡ組立体は、多数の被覆、結合及び組立工程の結果である。
【０１３２】
[0155] ＵＭＬＡのための多段階の被覆、製造、組立工程は、いくつかの有利な点という結果となる。
（ａ）各サブ組立体２６２，３１０，３１２は、別個にテストされ、所望の電気的及び／又は機械的な性能特性に適合しない或いは凌ぐことのない任意のサブ組立体２６２，３１０，３１２は特定されて、修理されるか、ＵＭＬＡを形成するために使用されないであろう。
（ｂ）各サブ組立体３１０，３１２は、別個にテストされ、所望の電気的及び／又は機械的な性能特性に適合しない或いは凌ぐことのない任意のサブ組立体３１０，３１２は特定されて、修理されるか、ＵＭＬＢを形成するために使用されないであろう。
（ｃ）サブ組立体２６２，３１０，３１２の別個の製造は、各サブ組立体の製造工程が、そのサブ組立体の最大歩留まりを求めて個別に最適化されることを可能にする。
（ｄ）既知の「良好な」サブ組立体３１０，３１２だけがＵＭＬＢを製造するために使用されるので、これは高歩留まりのＵＭＬＢ製造工程という結果となる。
（ｅ）既知の「良好な」サブ組立体２６２，３１０，３１２だけがＵＭＬＡを製造するために使用されるので、これは高歩留まりのＵＭＬＡ製造工程という結果となる。
（ｆ）それから結合層を介して固定されるサブ組立体２６２，３１０，３１２の別個の製造は、各サブ組立体２６２，３１０，３１２のための結合接着剤と結合温度の更に広範な選択という結果となり、各サブ組立体２６２，３１０，３１２のための改善された機械的な性能に導く。
その結果、ＵＭＬＡ２６０のために開発された製造及び組立のアプローチは、製造歩留まりを著しく改善する堅牢な機械的デザインを生成する。
【０１３３】
[0156] ある特殊な実施形態では、エッグクレート放射器２６２及びＵＭＬＢ２６４のサブ組立体は、共に、０．５ｍ×０．５ｍの大きさで、その結果、ＵＭＬＡは、０．５ｍ長×０．５ｍ幅（１９．７インチ×１９．７インチ）である。ＵＭＬＡ２６０は、一般に約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の厚さ又は高さＨ1を有して提供され、各ＲＦチャネルが約０．１６オンス（４．６５グラム）の重さを備えた１０２４個の２重サーキュレータ偏波ＲＦチャネルを有する。更に、上述された多段階の被覆及び製造工程を備えて、ＵＭＬＡの各回路層は、ＰＷＢ産業の標準的な工程と製造許容値と商業的に利用可能な材料とを使用して製造可能である。
【０１３４】
[0157] ある実施形態では、２つのサブ組立体３１０，３１２は、ＦＥＰ結合接着剤２６７の０．０５０８ミリメートル（２ミル）厚の層で分離された０．２５４ミリメートル（１０ミル）厚のタコニックＲＦ−３０誘電体回路基板２６６，２６８，２７０，２７２，２７６，２７８，２８０，２８２の被覆層で構成される。上述したように、エッグクレート放射器２６２とＵＭＬＢ２６４との間の結合は、導電性エポキシフィルムを介して達成可能である。好適なアプローチでは、サブ組立体３１０，３１２は、最初に固定されてＵＭＬＢ２６４を形成し（即ちサブ組立体３１０，３１２を分離する接地平面間にスピードボード−Ｃ（登録商標）結合接着剤を使用して基板３１０，３１２は結合される）、ＵＭＬＢ２６４は、それからエッグクレート放射器２６２に固定されてＵＭＬＡ２６０を形成する。
【０１３５】
[0158] ＵＭＬＢ２６４は、複数の垂直の相互接合部２９０−３０６を含むことは認識されるべきである。垂直の相互結合部２９０−３０６はまた、ときとして、「ＲＦビア」としてここに参照される。ＲＦビア２９０−３０６は、ＵＭＬＢ２６４を有する回路基板２６６−２８２の異なる層上に提供される回路間又は信号経路間にＲＦ信号経路を提供する。
【０１３６】
[0159] 例えば、サブ組立体３１０では、回路基板２７０は、それの層２７０ｂ上に配設された５０オームの入力ポートから２５オームの出力ポートのウィルキンソン型抵抗デバイダを有して提供される（抵抗デバイダの部分３２０だけが図３の断面図で見ることができる）。抵抗デバイダの部分３２０は、ＲＦビア２９４，２９６を介して、回路基板２６８の層２６８ａ上のストリップライン給電回路３２２に結合される（給電回路３２２の一部だけが図３の断面図で見ることができる）。それから、給電回路３２２は、ＲＦ信号を１又は２以上のスロット放射器３１４ａに提供する。スロット放射器は、エッグクレート放射器サブ組立体２６２の一部として提供された１対の積層型パッチ放射器を励起する。
【０１３７】
[0160] 同様に、サブ組立体３１２は、回路基板２８０の層２８０ｂ上の５０オームの入力ポートから５０オームの３ブランチの直交ハイブリッド回路３２４と、回路基板２７８の層２７８ａ上の５０オームの入力ポートから２５オームの出力ポートのウィルキンソン型抵抗デバイダ３２６とを含む（回路３２４，３２６の部分だけが図３で見ることができる）。直交ハイブリッド３２４は、そこに提供される入力信号を分けて、アンテナ内の偏波制御を提供するために必要な±９０度の位相関係を提供する（例えば図２に連携して上述されたような偏波制御回路内で）。特に、±９０度の位相関係は、アンテナ内の左手及び右手のサーキュラ偏波を達成するために必要である。ウィルキンソン型抵抗デバイダ３２０，３２６は、信号を再度分けて、サブ組立体２６２内の放射器２６３ａ、２６３ｂに供給する空間的に（spatially）直交の信号を提供する。ウィルキンソン型ポート供給２９４，２９６，３０４，３０６で奇数モード（odd-mode）の励起を停止することで、配列がボアサイトを走査停止されるとき（is scanned off bor sight）、抵抗器は軸方向のレシオ性能を改善する。抵抗器は、例えばオメガ−プライ（登録商標）のような銅フィルムの一部として提供可能であり、或いは、インクやチップ抵抗器として回路基板の誘電体材料上の銅回路に直接に適用可能である。ＲＦ相互接続部２９０，３０２は、層２７０ｂ、２７８ａ上に提供される直交ハイブリッド回路３２４とウィルキンソン型デバイダ回路３２０，３２６とを電気結合する。
【０１３８】
[0161] ＲＦ接続部２９４，２９６は、ＵＭＬＢ２６４の単一のサブ組立体（即ちサブ組立体３１０）内の層上で提供される回路を相互接続することは認識されるべきである。同様に、ＲＦ相互接続部２９２，３０２は、サブ組立体３１２（即ちＵＭＬＢ２６４の単一のサブ組立体）内の異なる層上で提供される回路を相互接続する。
【０１３９】
[0162] しかし、ＲＦ相互接続部２９０，３０４，３０６は、ＵＭＬＢ２６４の異なるサブ組立体内の異なる層上で提供される回路を相互接続する。例えば、ＲＦ相互接続部３０４，３０６は、層上２７８ａ上で提供されるウィルキンソン型デバイダ回路３２６と、層２６８ａ上で提供される給電回路３２２とを電気結合し、一方、ＲＦ相互接続部２９０は、層２８０ｂ上で提供される直交ハイブリッド回路３２４と、層２７０ｂ上で提供されるデバイダ回路３２０とを電気結合する。ＲＦ相互接続部２９０は、ＲＦ相互接続部３０４，３０６と同様、ＵＭＬＢ２６４の最下層（即ち層２８２ｂ）からＵＭＬＢ２６４の最上層（即ち層２６６ａ）まで延在するから、ＲＦ相互接続部２９０，３０４，３０６は、ＵＭＬＢ２６４上の任意の層上の回路を結合可能である。
【０１４０】
[0163] 上述のように、限定する意図はないが、ＵＭＬＡ２６０の製造コストを含む理由で、ＵＭＬＢ２６４のサブ組立体３１０，３１２を製造するために標準的なＰＷＢ製造工程を利用することは望ましい。
【０１４１】
[0164] しかし、そのような製造技術を利用するとき、ＲＦ「スタブ」は、（一般に知られるようにＲＦビアを取り囲んで提供可能なモード抑制ビアと同様に）ＲＦビアを製造するために、標準的な穿孔とめっきの工程から製造される。ＲＦスタブは、ＲＦビアと伝送線コンダクタとの間の相互セクション（又はジャンクション）（例えばストリップラインＲＦ伝送線の中央コンダクタ）の上方及び／又は下方に延在するＲＦビアのその部分である。ＲＦスタブは、２つの（又はそれ以上の）ＲＦ伝送線が接続されるとき、製造される。
【０１４２】
[0165] 図３のＵＭＬＡにおいて、２つの内部の回路層を接続するためにＲＦビアの穿孔とめっきからＵＭＬＢ内で製造された４つの明確なＲＦスタブがある。第１に、サブ組立体３１０では、スタブ３９０，３９２は、上方のウィルキンソン型デバイダ回路層（例えば層２７０ｂ上の回路３２０）と給電回路層（例えば層２６８ａ上の回路３２２）との間の接続内で起こる。第２に、サブ組立体３１２では、スタブ３９３，３９４は、直交ハイブリッド回路層（例えば層２８０ｂ上の回路３２４）と下方のウィルキンソン型デバイダ回路層（例えば層２７８ａ上の回路３２６）との間の接続内で起こる。第３に、スタブ４２０（図５）と４２２とは、直交ハイブリッド回路層（例えば層２８０ｂ上の回路３２４）と上方のウィルキンソン型デバイダ回路層（例えば層２７０ｂ上の回路３２０）との間の接続内で起こる。第４に、図３には示されないが、スタブは、下方のウィルキンソン型回路層（即ち層２７８ａ）と給電回路層（即ち層２６８ａ）との間の接続の結果として起こることがある。サブ組立体３１０がサブ組立体３１２に結合され、或いは、その他の方法で固定されるとき、第３及び第４の状況が起こることは認識されるべきである。その結果、単一のサブ組立体内における異なる層上の回路間の接続の結果として、或いは、多数のサブ組立体における異なる層上の回路間の接続の結果として、スタブは起こることがある。
【０１４３】
[0166] 多数の回路基板及び回路層を有する従来のマイクロウェーブ組立体では、ＲＦスタブは、ＲＦビアの直径より大きな径のドリルを使ってＲＦビアを穿孔することでＲＦビアのスタブ部分が物理的に除去される、別個のいわゆる「バックドリル操作」によって除去される。穿孔操作後に残る結果としての孔は、非導電性のエポキシで埋め戻される。
【０１４４】
[0167] この加えられた製造段階（即ちバックドリル操作）は、２つの結果を有する。第１に、ＲＦ性能は、ＲＦジャンクションを越えて延在する誘電体「スタブ」によって品位を低下させる。エポキシの充填は、一般に、回りを取り囲むマイクロウェーブ被覆の誘電率が一定で損失を有するという電気特性に適合せず、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の温度膨張係数のような機械的特性は、エポキシとマイクロウェーブ被覆との間で適合しない。その結果、ＲＦ相互接続部の動作帯幅は減り、ＲＦ性能（リターン損失、挿入損失）のチャネル間トラッキングは品位を低下させる。第２に、工程は、重要なコストとリードタイムとを加える。これらの２つの結果は、充填材の電気的及び機械的特徴と回路基板との間の少なくとも製造許容値と変動量の結果であり、システムの性能能力を減らす。
【０１４５】
[0168] しかし、本発明のタイル型サブ配列は、「ＲＦマッチングパッド」を利用することで、すべてのＲＦビアスタブのバックドリルと埋め戻しとを除去し、それによって、ＲＦビアスタブは、ＲＦ動作周波数帯にわたって電気的に「適合」される。ＲＦマッチングパッド技術は、導電性材料がブランク層（即ち銅を有しない層）上、或いは、接地プレイン層（リリーフ領域を備える）の中で提供される技術であり、標準的な低アスペクト比の穿孔及びめっき製造操作が内部の回路層を接続し、Ｘバンド（８ＧＨｚ−１２ＧＨｚ）にわたって低挿入損失のＲＦ伝送を製造するＲＦビアを製造可能にする。ＲＦマッチングパッドアプローチで、すべてのＲＦ及びモード抑制ビアは、同時に、組立体全体を通じて穿孔されめっき可能である。バックドリルと埋め戻しに関連した製造コストは、完全に除去される。更に、穿孔の許容値と埋め戻し剤の許容値によるチャネル間の変動量が除去されてきたので、ＲＦ性能は改善された。
【０１４６】
[0169] 図３の実施形態では、ＲＦマッチングパッドは、接地平面回路層（即ち層２２６ａ、２６８ｂ、２７０ａ、２７２ｂ、２７４ａ、２７８ｂ、２８０ａ、２８２ｂ）内の導電性ディスク（管状のリングリリーフ領域によって囲まれる）から提供される。ＲＦマッチングパッド技術は、ＲＦ相互接続部とＲＦ伝送線との相互セクションによって形成されるＲＦジャンクションを越えて、１／４波長かそれ以下だけ延在する任意のＲＦスタブに適用可能な一般的なアプローチである。
【０１４７】
[0170] 次に、図３の類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図４−４Ｃを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９４は、回路基板２６６の層２６６ａ上の第１端部から回路基板２７２の層２７２ｂ上の第２端部に延在するように明確に見られることが可能である。図３に関連して議論するように、ＲＦ相互接続部２９４は、回路層２７０ｂ上の伝送線３２０を回路層２６８ａ上の伝送線３２２に結合する。図３，４に示される実施形態では、ＲＦ伝送線３２０，３２２の各々は、ストリップライン構成の接地平面に対応して、各々がコンダクタ３２０ａ、３２０ｂと３２２ａ、３２２ｂを備えた、ストリップライン伝送線の中央コンダクタに対応する。
【０１４８】
[0171] 第１ＲＦスタブ３９０は、伝送線３２０とＲＦ相互接続部２９４との間のジャンクション（相互セクション）の結果として起き、第２ＲＦスタブ３９２は、伝送線３２２とＲＦ相互接続部２９４との間のジャンクション（相互セクション）の結果として起こる。ＲＦ相互接続部２９４の第１端部は、ＲＦ相互接続部２９４に接続される第１導電性領域４０８から提供されるＲＦマッチングパッド４０７を有して提供される。この実施形態では、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、円盤形状のコンダクタ４０８として提供される。第１導電性領域（例えば円盤形状のコンダクタ４０８）は、コンダクタ４０８を接地平面３２２ａから電気絶縁する非導電性リリーフ領域４０９によって囲まれる。この実施形態では、リリーフ領域４０９は、第１の内側の直径と第２又は外側の直径とによって画定された管状リングとして提供される。
【０１４９】
[0172] 同様に、ＲＦ相互接続部２９４の第２端部は、接地平面３２０ｂをコンダクタ４１１から分離する非導電性リリーフ領域４１２によって囲まれた第１導電性領域４１１から提供されるＲＦマッチングパッド４１０を有して提供される。
【０１５０】
[0173] ＲＦマッチングパッド４０７，４１０の大きさと形状は、各々のＲＦスタブ３９２，３９０の任意のインピーダンス及び／又は伝送特性を「調節する」（又は「適合する」）ように選択される。ＲＦマッチングパッド４０７は、ＲＦマッチングパッド４１０と同じ大きさ又は形状である必要がないことは認識されるべきである。即ち、ディスク４０８，４１１の直径は、同じである必要はない。また、管状リング４０９，４１２の内側の直径及び外側の直径は、同じである必要はない。むしろ、各ＲＦマッチングパッド４０７，４１０は、所望の機械的及び電気的性能特性を有するＲＦ相互接続部２９４を最も効率的に提供する形状と寸法（即ち大きさ）を有して提供される。
【０１５１】
[0174] また、以下に図６、６Ａと連携して説明するように、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域の形状は、円盤である必要はない。むしろ、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。同様に、リリーフ領域（例えば領域４０９，４１２）は、管状形状を有して提供される必要はない。むしろ、第１導電性領域が起こる層上の接地平面からリリーフ領域がＲＦマッチングパッドの第１導電性領域（即ち領域４０８，４１１）を実質的に電気絶縁する限り、リリーフ領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。例えば、図４に示されるように、接地平面３２２ａは導電性領域４０８と同じ回路層上にある。その結果、リリーフ領域４０９は（導電性領域４０８の大きさ及び／又は形状にもかかわらず）、導電性領域４０８を接地平面コンダクタ３２２ａから電気絶縁すべきである。
【０１５２】
[0175] ＲＦマッチングパッドは、図４Ｃ内の伝送線セクション３２１によって図解されるように、伝送線のインピーダンスマッチングセクションで利用されることもまた認識されるべきである。マッチングセクション３２１のインピーダンス特性の効果は、ＲＦマッチングパッド４１０の設計の際に（即ち形状と寸法の選択の際に）考慮されるべきである。
【０１５３】
[0176] 次に図４Ｄを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９４の挿入損失と周波数の関係のプロットが示される。
【０１５４】
[0177] 次に、図３の類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図５−５Ｃを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９０は、回路基板２６６の層２６６ａ上の第１端部から回路基板２８２の層２８２ｂ上の第２端部に延在するように明確に見られることが可能である。図３と連携して議論されるように、ＲＦ相互接続部２９０は、回路層２７０ｂ上の伝送線３２０を回路層２８０ｂ上の伝送線３２４に結合する。伝送線３２０がサブ組立体３１０内に配置され、伝送線３２４がサブ組立体３１２内に配置されることは記述されるべきである。その結果、ＲＦ相互接続部２９０は、サブ組立体３１０とサブ組立体３１２の両方を通過する。
【０１５５】
[0178] 図３、４Ａに示される実施形態では、ＲＦ伝送線３２０，３２４の各々は、各々、コンダクタ３２０ａ、３２０ｂと３２４ａ、３２４ｂを備えたストリップライン伝送線の中央コンダクタに対応することは認識されるべきである。
【０１５６】
[0179] ＲＦスタブ４２０，４２２は、伝送線３２０とＲＦ相互接続部２９０との間のジャンクション（又は相互セクション）の結果として起こる。追加のＲＦスタブ４２２は、伝送線３２４とＲＦ相互接続部２９０との間のジャンクション（又は相互セクション）の結果として起こる。
【０１５７】
[0180] スタブ４２０−４２２によるＲＦ相互接続部２９０上の効果を減らすために、ＲＦ相互接続部２９０は、複数のＲＦマッチングパッド４２４，４２６，４２８，４３０，４３２を有して提供される。ＲＦマッチングパッド４２４は、ＲＦ相互接続部２９０に結合された第１導電性領域４３４から提供される。この実施形態では、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、円盤形状のコンダクタ４３４として提供される。第１導電性領域４３４は、コンダクタ４３４を接地平面３２２ａから電気絶縁する非導電性リリーフ領域４３６によって囲まれる。この実施形態では、リリーフ領域４３６は、第１の（又は内側の）直径及び第２の（又は外側の）直径によって画定される管状リングとして提供される。
【０１５８】
[0181] 同様に、ＲＦマッチングパッド４２６，４２８，４３０，４３２の各々は、非導電性リリーフ領域４３９，４４１，４４３，４４５の各々のひとつによって囲まれる第１導電性領域４３８，４４０，４４２，４４４の各一つを含む。リリーフ領域４３９，４４１，４４３，４４５の各々は、導電性領域４３８，４４０，４４２，４４４を各々、接地平面３２０ａ、３２０ｂ、４５０，３２４ｂから電気絶縁する。
【０１５９】
[0182] ＲＦマッチングパッド４２４−４３２の大きさと形状は、各々のＲＦスタブ４２０，４２１，４２２の任意のインピーダンス及び／又は伝送特性を「調節する」（又は「適合する」）ように選択される。ＲＦマッチングパッドが、互いと同じ大きさや形状である必要がないことを認識するべきである。即ち、ディスク４３４，４３８，４４０，４４２，４４４の直径は、同じである必要でない。また、管状リング４３６，４３９、４４１，４４３，４４５の内側の直径及び外側の直径は、同じである必要はない。むしろ、各ＲＦマッチングパッド４２４−４３２は、所望の機械的及び電気的性能特性を有するＲＦ相互接続部２９０を最も効率的に提供する形状と寸法（即ち大きさ）を有して提供される。
【０１６０】
[0183] また、以下に図６、６Ａと連携して説明するように、ＲＦマッチングパッド４２４−４３２の第１導電性領域の形状は、円盤である必要はない。むしろ、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。同様に、リリーフ領域は、管状形状を有して提供される必要はない。むしろ、第１導電性領域が起こる層上の接地平面からリリーフ領域がＲＦマッチングパッドの第１導電性領域を実質的に電気絶縁する限り、リリーフ領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。例えば、図５に示されるように、接地平面３２０ａは導電性領域４３８と同じ層上にある。その結果、リリーフ領域４３９は（導電性領域４２６の大きさ及び／又は形状にもかかわらず）、導電性領域４３８を接地平面コンダクタ３２０ａから電気絶縁すべきである。
【０１６１】
[0184] ＲＦマッチングパッドは、図５Ｃ内の伝送線セクション３２１’によって図解されるように、伝送線のインピーダンスマッチングセクションで利用されることもまた認識されるべきである。マッチングセクション３２１’のインピーダンス特性の効果は、ＲＦマッチングパッドの設計の際に（即ち形状と寸法の選択の際に）考慮されるべきである。
【０１６２】
[0185] 次に、図５Ｄを参照すれば、ＲＦ相互接続部２９０の挿入損失と周波数の関係のプロットが示される。
【０１６３】
[0186] 次に、図６、６Ａを参照すれば、１対の幾何形状４６０、４６２は、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域及び／又はリリーフ領域が提供される形状を図解する。上述したように、ＲＦマッチングパッドの第１導電性領域（例えば図４Ａ，４Ｂ内の領域４０８，４１１や、図５内の領域４３４，４３８，４４０，４４２，４４４）は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。同様に、リリーフ領域（例えば図４Ａ，４Ｂ内の領域４０９，４１２や図５内の領域４３６，４３９，４４１，４４３，４４５）は、管状形状を有して提供される必要はない。むしろ、第１導電性領域が起こる層上の接地平面からリリーフ領域がＲＦマッチングパッドの第１導電性領域を実質的に電気絶縁する限り、リリーフ領域は、任意の規則的又は非規則的な幾何形状を有して提供されるであろう。その結果、それらの大きさ及び／又は形状にもかかわらず、リリーフ領域は導電性領域を接地平面コンダクタから電気絶縁すべきである。
【０１６４】
[0187] ＲＦマッチングパッドの導電性領域及びリリーフ領域は、限定する意図はないが、長方形、正方形、円形、三角形、菱形、円弧形状を含む任意の形状を有して提供されるであろう。また、ＲＦマッチングパッドの導電性領域及びリリーフ領域は、上記形状の任意の組み合わせから提供されるであろう。また、ＲＦマッチングパッドの導電性領域及びリリーフ領域は、規則的及び非規則的形状の任意の組み合わせから提供されるであろう。
【０１６５】
[0188] 次に図７を参照すれば、タイル型サブ配列４７０は、ＲＦ回路基板４７４上に配設されたＴ／Ｒモジュール回路基板４７２を含む。ＤＣ／論理回路基板４７６は、ＲＦ回路基板の上方に配設される。サーキュラ回路基板４７８は、ＤＣ／論理回路基板の上方に配設される。Ｔ／Ｒモジュール回路基板、ＲＦ回路基板、ＤＣ／論理回路基板、及びサーキュラ回路の各々は、図１Ａ−２と連携して上述されたＴ／Ｒモジュール回路、ＲＦ回路、ＤＣ／論理回路及びサーキュラ回路と実質的に同じ機能を実行する。
【０１６６】
[0189] 最後に、ＵＭＬＡ４８０は、サーキュラ回路基板の上方に配設される。ＵＭＬＡは、図１Ａ−５と連携して、上述されたＵＭＬＡと同じ又は類似であろう。
【０１６７】
[0190] 図７の実施形態は、Ｔ／Ｒモジュール４７２がＬＭＬＢの最下層に直接に取り付けられるであろうことを図解する。即ち、ＬＭＬＢの最下層にＭＭＩＣチップを直接取り付けるアプローチ（ＭＭＩＣチップは示されない）は、使用されるであろう。このアプローチは、Ｔ／Ｒチャネル当たり比較的高ピークの送信電力が所望されるこれらの適用において有利であろう。
【０１６８】
[0191] 次に、いくつかの図面を通じて類似の要素が類似の参照符号を有するものとして提供される図８−８Ｄを参照すれば、パネルアーキテクチャを有する例示的な能動型電気走査配列（ＡＥＳＡ）は、符号５００を付された集積ヒートシンクパネル組立体を含む。パネル組立体５００は、それに結合されたヒートシンク５０４を有するパネルアレイ５０２（又は更に簡潔にパネル５０２）を含む。
【０１６９】
[0192] 以下に図９に連携して詳細に記述されるように、パネル５０２は、複数の回路基板で構成されるＰＴＦＥの多層ＰＷＢから提供される。パネル５０２は、厚さＴを有し、一般に平面的であり、それの第１表面５０２ａを通して放射するように配設された複数のアンテナ要素５０３（それらは図８内で直接見ることはできないから透視図で示される）を有する。多層ＰＷＢは、ＲＦ、電力及び論理回路を含み、単一の被覆と単一の穿孔及びめっき操作から提供される。単一の被覆、単一の穿孔及びめっき操作は、低コストで低プロフィールの（即ち薄い）パネルという結果となる。その結果、パネル５０２が提供されるＰＷＢは、低コストの混合信号ＰＷＢである（即ち単一ＰＷＢ内でＲＦのデジタルの電力信号を混合する）。
【０１７０】
[0193] すべての能動型電気部品及び受動型電気部品５０８（図８Ｃ）は、パネル５０２の第２表面５０２ｂ（図８Ｃ）上に配設される。ある実施形態では、電気部品５０８は、ＭＭＩＣフリップチップ回路として提供される。Ｔ／Ｒチャネルのパネルレベルのパッケージの利用は、Ｔ／Ｒチャネルを個別にパッケージする必要を除去する。ある実施形態では、能動型電気部品及び受動型電気部品５０８は、表面取り付け構成要素として提供され、金属カバー（不図示）は構成要素５０８上に結合され、周囲環境からの影響を防ぐ保護コーティング（environmental conformal coating）がそれから適用されることは認識されるべきである。１又は２以上の「柔軟性を有する」回路５０９（図８Ｃ）は、パネルに結合される。ＤＣ、論理信号のための埋め込まれた「柔軟性を有する」回路５０９の利用は、ＤＣ、論理コネクタ材料の出費及び組立体コストを省く。また、１又は２以上のＲＦコネクタ５１０が、パネルに結合される（図面と記述において明瞭性を促進するために図８Ｃ内には１個のＲＦコネクタだけが示されている）。
【０１７１】
[0194] ヒートシンク５０４の第１表面５０４ａ（図８Ｂ，８Ｃ）は、ＰＷＢ５０２の第２表面５０２ｂ（図８Ｃ）に結合される。ヒートシンクは、ＲＦコネクタ５１０（図８Ａ参照）がその中に配設されて提供される開口部５１１を有する。好適な実施形態では、ヒートシンク５０４は、フリップチップ５０８に直接結合される。その結果、ヒートシンクの表面は、配設されて、多層の混合信号ＰＷＢ−−−例えばパネル５０２−−−の外部表面上に配設された複数の電子部品５０８（即ち受動型回路と能動型回路の両方）の上方に配設されて、それと熱接触状態となるように構成される。ヒートシンクの第２表面５０４ｂ（図８Ｄ）は、そこから突出する複数の熱スプレッド要素５０６を有して提供される。図８Ｃの実施形態では、熱スプレッド要素５０６は、フィンとして提供される。
【０１７２】
[0195] ヒートシンクをパネル（ＰＷＢ）の外部表面上に配設されたフリップチップ回路に直接結合することは、ヒートシンク５０４とフリップチップ回路５０８との間の温度インターフェイスの数を減らし、その結果、フリップチップ回路の熱生成部分とヒートシンクとの間の温度抵抗を減らす。ヒートシンクとフリップチップ回路の熱生成部分との間の温度抵抗を減らすことで、パネルを空冷することが可能になる。
【０１７３】
[0196] このことは、液体冷却又は大きな空気ボロワやムーバが使用される従来技術のアプローチと対照的である。
【０１７４】
[0197] 空冷によるアプローチを使用することで（従来技術のブロワや液体冷却アプローチの１つの使用に比して）、能動型パネルを冷却するための手頃な価格のアプローチが提供される。更に、多数のフリップチップ搭載回路を冷却するために単一のヒートシンクを使用することで（従来技術の個別で多数の「ハットシンク」アプローチに比して）、各フリッピチップ回路上に個別のヒートシンクを取り付ける必要がないので、パネルを冷却するコスト（部品コストと組立体コストの両方）を減らす。
【０１７５】
[0198] 上述したように、ある実施形態では、フリップチップ回路はモノシリック・マイクロウェーブ集積回路（ＭＭＩＣ）として提供され、ヒートシンクの熱スプレッド要素はフィンやピンとして提供される。
【０１７６】
[0199] ある実施形態では、ヒートシンクは、それの表面とパネル５０２の表面上に配設された複数のフリップチップＭＭＩＣとの間の機械的インターフェイスを有するアルミニウムのフィンの付いたヒートシンクとして提供されるであろう。そのようなヒートシンクと能動型パネルの空冷は、高価な材料（ダイヤモンドや他のグラファイトの材料）の必要性を減らし、温度管理システムからヒートパイプを省く。
【０１７７】
[0200] ある実施形態では、能動型パネル５０２は、フリップチップ搭載ＭＭＩＣを備えた多層の混合信号プリント配線基板（ＰＷＢ）として提供される。単一のヒートシンクは、各フリップチップＭＭＩＣの背面と温度接触するために、ＰＷＢに機械的に取り付けられた第１表面を有する。そのような能動型パネルアーキテクチャは、Ｔ／Ｒチャネル当たりｍＷからＴ／Ｒチャネル当たりＷの範囲のＲＦ電力レベルにわたって約２５％の範囲内の負荷サイクルでの使用に適した能動型パネルを提供するために使用可能である。
【０１７８】
[0201] 多数の異なる電力レベルと物理的大きさとを有するシステム内で共通のパネル型アーキテクチャと温度管理アーキテクチャを使用することが可能な結果、システムの各々に対して共通の製造、組立、パッケージアプローチを使用することもまた可能である。例えば、小電力及び大電力の能動型電気走査配列（ＡＥＳＡ）は、共通の製造、組立、パッケージアプローチを利用可能である。このことは、ＡＥＳＡの製造において大きなコスト削減につながる。その結果、ここに記述されたシステムと技術とは、ＡＥＳＡ製造を更に手頃な価格にすることが可能である。
【０１７９】
[0202] フリップチップ回路とヒートシンクとの間の温度インターフェイスの数を最小化することが望ましい。その結果、ある実施形態では、直接の機械的接触が、フリップチップＭＭＩＣとフィンの付いたヒートシンク表面との間で使用される。他の実施形態では、中間の「ギャップ・パッド」層が、フリップチップ回路（例えばＭＭＩＣ）とヒートシンク表面との間で使用されるであろう。いくつかの実施形態では、そのようなギャップ・パッド層の使用は、ある回路や回路基板を再度動作させる必要がある場合に（即ち電気的組立体を再度仕上げる操作や修理が実行される必要がある場合に）、配列の解体と同様、配列の機械的組立を容易にする。
【０１８０】
[0203] ある実施形態では、ＰＷＢ５０２は、Ｘバンド周波数での動作のために構成された積層型パッチアンテナパネルを含み、５．１ｍｍ（０．２インチ）が好ましいが約２．５４ｍｍ（０．１インチ）から約１０．２ｍｍ（０．４インチ）の範囲の厚さ（Ｔ）を有し、１２８個のパッチ要素（図８では見られない）を備えた１２７ｍｍ（５インチ）幅で２５４ｍｍ（１０インチ）長を有する。
【０１８１】
[0204] ここに記述されたパネル型ヒートシンクの配置は、能動型パネルから（及び特に能動型パネル上に取り付けられた能動型回路から）ヒートシンクへと熱（即ち温度エネルギ）を効率良く伝達する。能動型回路とヒートシンクとの間の温度インターフェイスの数を減らすことで、能動型回路からヒートシンクへの温度エネルギの迅速な伝達は達成される。
【０１８２】
[0205] 次に図９を参照すれば、図８内のパネル配列５０２と同じか類似のパネル配列５２０の一部が示される。パネル配列５２０は、各基板が第１及び第２の対向する層を備えた９個の回路基板５２４−５４２で構成された多層ＰＷＢ５２２から提供されるであろう。その結果、ＰＷＢ５２２は、１８個の層を有し、そのうちのいくつかは回路層に対応し、いくつかは接地平面層に対応し、いくつかはブランク層（即ち電気回路目的のために存在する導電性材料を有しない）に対応する。結合材料５５０（いわゆる「プリプレグ」結合エポキシ）は、各回路基板間に配設される。
【０１８３】
[0206] 回路基板５２４は、表面５２４ｂ上に配設された第１又は上方のパッチアンテナ要素５５２を有し、回路基板５２８は、表面５２８ａ上に配設された第２又は下方のパッチアンテナ要素５５４を有する。回路基板５２６は、アンテナ要素５５２，５５４の間のスペーサとして動作し、その結果、アンテナ要素５５２，５５４は、いわゆる積層型経路アンテナ要素を形成する。回路基板５３０の層５３０ａ上のコンダクタ５５６は、積層型パッチアンテナ要素５５２，５５４のためのスロット給電を形成し、一方、回路基板５３０の層５３０ｂ上のコンダクタ５５８は、ＲＦウィルキンソン型電力デバイダ及びＲＦビーム形成回路を形成する。層５３４ａ上のコンダクタ５５９は接地平面に対応し、一方、回路基板５３４の層５３４ｂ上のコンダクタ５６０は、ＲＦウィルキンソン型電力デバイダ及びＲＦビーム形成回路の第２のセットを形成する。層５３６ａ上のコンダクタ５６１と層５３６ｂ上のコンダクタ５６２とは、デジタル回路と電子部品につながるデジタル信号回路経路に対応する。層５４０ａ上のコンダクタ５６４はＲＦ接地平面に対応し、層５４０ｂ上のコンダクタ５６６は電力回路、電子部品、デジタル信号回路経路につながる電力回路経路に対応する。デジタル信号回路経路は、デジタル回路と電子部品とＲＦ接地平面につながる。回路基板５４２は、ＲＦ接地回路とＲＦ回路パッドと同様に、共平面の導波回路をサポートする。
【０１８４】
[0207] ＰＷＢ５２２はまた、一般に５７０で表示される複数のめっきされたスルーホール５７０ａ−５７０ｌを含む。めっきされたスルーホール５７０ａ−５７０ｌの各々は、層５２４ａ（即ちＰＷＢ５２２の最上層）から層５４２ｂ（即ちＰＷＢ５２２の最下層）に延在する。めっきされたスルーホール５７０ｋ、５７０ｌは、単一の回路基板（即ち回路基板５４２）だけを通じて延在する。めっきされたスルーホール５７０のいくつかは、積層型パッチアンテナ要素５５２，５５４の回りの導波ケージを形成する。その結果、放射要素は、各ユニットセルの回りの導波ケージを効率的に形成する、めっきされたスルーホール５７０を備えたユニットセルの一部として提供される。導波ケージの一部だけが図９に示されることは、認識されるべきである。
【０１８５】
[0208] 上述されたように、導波ケージは、ＰＷＢの第１最外層（例えばＰＷＢの最上層）からＰＷＭの第２最外層（例えばＰＷＢの最下層）に延在するめっきされたスルーホール５７０で形成される。その結果、導波ケージは、多層ＰＷＢ５２２の厚さ全部を通じて延在する。
【０１８６】
[0209] ＲＦ周波数では、導波ケージは、ユニットセルの各々を他のユニットセルから電気絶縁する。そのような絶縁は、結果として、パネル配列の改善されたＲＦ性能となる。導波ケージは、以下を実行するために機能する。
（１）表面波モードの抑制（誘電体スラブ上の放射要素及び誘電体スラブ内に支持された案内モード間の結合に起因する走査盲目性を引き起こす恐れがある）、
（２）平行した平面モードの抑制（非対称性のＲＦストリップライン構成に起因する）、
（３）ユニットセル間のＲＦ絶縁、
（４）論理及び電力回路からのＲＦ回路の絶縁（最終的に同層上にプリントされるはずのＲＦ、電力及び論理回路の能力という結果となり、その結果、多層パネル内の層の全数を減らす結果となる）、
（５）給電層とＲＦビーム形成器のためのいくつかのＲＦビア伝送のための垂直伝送（これはまたユニットセル内のスペースを節約し、配列が大走査量を超えて動作することを所望するときに重要となる更にタイトなユニットセルパッケージを可能にする）。
ある実施形態では、導波ケージは、層５３４ｂ、５３０ｂ間のウィルキンソン型給電伝送、及び、層５３４ｂ、５４２ｂ間のＲＦビーム形成器伝送のためのＲＦ信号分配のための垂直伝送として機能する。
【０１８７】
[0210] 最後に、能動型電子部品及び受動型構成要素５０８（図８Ｃ）は、層５４２ｂの上方に配設される。その結果、パネル配列は、高度に集積されたＰＷＢ５２２内のＲＦ、論理、及びＤＣ分配を結合する。ＰＷＢの最上層（即ち層５２４ａ）はＲＦ放射側であり、最下層（即ち層５４２ｂ）は能動型電子部品及び受動型構成要素が組み立てられる（及び電気結合される）側である。
【０１８８】
[0211] 一般的に見て、パネル配列ＰＷＢ５２２の製造及び組立には５つの基本的な段階がある。第１に、ＰＷＢ５２２を有する回路基板５２４−５４２上の全層を撮像しエッチングする。各回路基板５２４−５４２は、異なる厚さを有して提供されることは認識されるべきである。また、回路基板５２４−５４２は、各々が異なる材料で提供されても良い。各基板５２４−５４２のための特殊な材料及び厚さは、回路基板上に配設された回路の型を含む多様な要素に基づいて選択される。加えて、大きな或いは規格を上回る回路パッドの寸法が形成され電気的に調整されて（例えば上述したマッチングディスク技術を使用して）、めっきされたスルーホール５７０と、ＲＦ，電力及び／又は論理回路を必要とする層上に見られる関連する内部パッドとの間の機械的整合を改善する。単一の穿孔及びめっき操作が使用されるように、層の所定の層上に配設されたＲＦパッド、ＤＣ電力パッド、論理パッドを整合することは必要であることは認識されるべきである。即ち、複数の層の各々の上のＲＦパッドは可能な限り整合されて、各穿孔操作が複数の異なる層上のＲＦパッドと交差する。同様に、複数の層の各々の上の電力パッドは可能な限り整合されて、各穿孔操作が複数の異なる層上の電力パッドと交差する。同様に、複数の層の各々の上の論理パッドは可能な限り整合されて、各穿孔操作が複数の異なる層上の論理パッドと交差する。その結果、単一の穿孔及びめっき操作のために、ＲＦ，電力及び論理パッドを可能な限り整合することは望ましい（即ちＲＦパッドはＲＦパッドと整合され、電力パッドは電力パッドと整合され、論理パッドは論理パッドと整合される）。
【０１８９】
[0212] 各層は、歩留まりを改善するために、被覆に先立って検査される。次に、ＰＷＢを備えるすべての回路基板が被覆される。単一の被覆工程は、サブ組立体の整合リスクを省き、その結果、生産時間とコストを減らす。穿孔及びめっきの操作は、それから、実行される。すべてのＲＦ，論理、電力相互接続部は、単一の穿孔操作と連続しためっき操作の中でされ、すべての孔は固体の多層被覆を生産して充填される。ＲＦ、電力及び論理パッドはすべて整合されるので、この技術は、ＲＦ，電力、及び論理信号のための分離したビアを提供した（即ちいくつかのビアはＲＦ信号ビアで、いくつかのビアは電力信号ビアで、いくつかのビアは論理信号ビアである）。最後に、能動型及び受動型構成要素は、パネルの底面上に配設され（即ちピックアンドプレース（pick and place）操作を介して）、それから、半田のリフロー操作が実行される。
【０１９０】
[0213] Ｘバンドの周波数範囲で動作するパネル配列の実施形態では、約２８４．５ｍｍ（１１．２インチ）長（Ｌ）、約２１５．９ｍｍ（８．５インチ）幅（Ｗ）、５．３１ｍｍ（０．２０９インチ）厚（Ｔ）を有するパネルが提供される。パネル配列は、８列１６カラムで整列された１２８個のユニットセルを含む。回路基板５２４，５３０，５３４，５４２は、約０．２５４ｍｍ（０．０１００インチ）厚を有する基板５２４，５３０，５３４と約０．５１ｍｍ（０．０２００インチ）厚を有する基板５４２とを備え、織られたガラス補強の被覆として提供される。回路基板５２４，５３０，５３４，５４２は、各々が、タコニックによって製造されＲＦ−６０Ａとして特定される、セラミックのロードされた／ＰＴＦＥ基板として提供されるであろう。同じか実質的に類似の機械的で電気的な特性を有する他の材料もまた使用されるであろうことを当業者はもちろん認識するであろう。
【０１９１】
[0214] 回路基板５２６，５３２，５３６，５４０は、約０．２５４ｍｍ（０．０１００インチ）を有する基板５３２，５３６，５４０と約０．７６２ｍｍ（０．０３００インチ）厚を有する基板５２６とを備えて、織られたガラス補強の被覆として提供される。回路基板５２６，５３２，５３６，５４０は、各々が、タコニックによって製造されＴＬＧ−２９として特定される、ＢＴ／エポキシ／ＰＴＦＥの織られたガラス補強の被覆として提供されるであろう。同じか実質的に類似の機械的で電気的な特性を有する他の材料もまた使用されるであろうことを、当業者はもちろん認識するであろう。
【０１９２】
[0215] 回路基板５２８は、約０．２７９ｍｍ（０．０１１０インチ）厚を有する織られたガラス補強の被覆として提供される。基板５２８は、タコニックによって製造されＲＦ６０Ａとして特定される、セラミックのロードされた／ＰＴＦＥの織られたガラス補強の被覆として提供されるであろう。いくつかの実施形態では、ＣＥr−１０のような他の材料もまた使用されるであろう。同じか実質的に類似の機械的で電気的な特性を有する他の材料もまた使用されるであろうことを、当業者はもちろん認識するであろう。
【０１９３】
[0216] 結合層５５０は、各々が、ＴＰＧ−３０として特定されるタコニックのＢＴ／エポキシのプリペッグとして提供されるであろう。類似の機械的で電気的な特徴を有する他の結合材料もまた、もちろん使用されるであろう。ＴＰＧ−３０の材料は、約３９２°Ｆ（２００℃）の結合温度と約３．１０ＭＰａ（４５０ｐｓｉ）の結合力とを有する。ある実施形態では、２つの結合層５５０は、基板５４０と５４２との間で使用されるであろう。
【０１９４】
[0217] 様々な誘電体の層上に沈積された或いは他の方法で提供された銅が、名目約０．０１８ｍｍ（０．０００７インチ）厚に予めめっきされた１４．２ｇ（１／２オンス）の銅として提供される。
【０１９５】
[0218] 各ビア孔５７０は、それからめっき段階の間でめっきされる約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の直径を有して提供される。ビア５７０Ｋ、５７０Ｌは、約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）の直径を有し、被覆の間にＴＰＧ−３０樹脂で充填され、その結果、そのような樹脂の存在のためにめっきされないことは記述されるべきである。各ユニットセルは、それを囲むおおよそ７４個のビア孔５７０を有する。その結果、１２８個のユニットセルを有するパネルでは、基板当たりおおよそ９４７２個のビア孔がある。もちろん、他の直径もまた使用されるであろう。任意の適用における使用に対する特別の直径は、特別の適用の必要性に従って選択されるであろう。めっきされたスルーホール５７０ｋ、５７０ｌは、アスペクト比がそのような制御された穿孔操作（ひとつの基板だけを貫通する）を許容する範囲内にあるので、単一の被覆工程後の制御された穿孔操作で穿孔されめっきされることが可能なことはもちろん理解されるべきである。他のめっきされたスルーホール５７０の高アスペクト比はこれを許容しない。
【０１９６】
[0219] 更に詳細には、多層プリント配線基板（ＰＷＢ）から提供されるパネル配列の製造は、ＰＷＢ（例えば基板５２４−５４２の各々）を有する各回路基板上の全層を撮像する工程と、それから、ＲＦマッチングパッドをエッチングする工程を含むＰＷＢを備える各回路基板上の全層をエッチングする工程で始まる。好適な実施形態では、検査は、エッチングされた各層上に実行される。次に、複数の回路基板の各々（回路基板の各々の間にプレプレグ材料を含む）は、整合される。いったん回路基板とプレプレグ材料とが整列されると、回路基板は、単一の被覆段階で被覆され、被覆された回路基板組立体を提供する。被覆工程は、回路基板を所定温度に加熱する工程と、所定時間の間に所定圧力を回路基板に印加する工程とを含む。被覆が完成した後、穿孔操作は実行され、その中で、孔は、被覆された回路基板組立体において穿かれる。重要なことに、孔の各々は、被覆された回路基板組立体全体を通じて（即ち被覆された回路基板組立体の最上層から最下層まで）穿孔される。いったん穿孔されると、孔は、めっきされ、それから、導電性を有する。孔はまた、充填され、固体の多層被覆回路基板組立体を提供可能である。その結果、単一の被覆技術は、すべてのＲＦ、電力及び論理ビアがひとつの操作で穿孔可能となり、ＲＦビア「スタブ」チューニングを利用する（その中でＲＦ伝送線ジャンクションを越えて延在するＲＦビア「スタブ」は所望のインピーダンスマッチを提供するために調整されたＲＦである）。このチューニングのアプローチは、ＲＦビア伝送線ジャンクション近くに、形成されたコンダクタを使用する。また、（取り囲まれたリリーフを備えた）ディスクは、接地平面層及び／又はブランク層内で使用され、そこを通ってＲＦビアが通過し、（例えば図４−６Ａと連携して上述したように）パネル内で提供される回路の異なる部分に適合するインピーダンスで助ける。ここに記述された単一の被覆製造技術は、ＲＦ，電力及び論理信号が同じ層上で伝播することを可能にすることを認識されるべきである。その結果、混合信号の多層ＲＦ ＰＷＢは、単一の被覆操作で提供される。
【０１９７】
[0220] 上述の見地から、位相配列の更に低吸収性とライフサイクルコストに対する必要性が存在する一方で、同時にバンド幅と偏波多様性と信頼性のための要求はますます困難になることは今や認識されるべきである。ここに記述されたパネル配列アーキテクチャと製造技術とは、位相配列の製造のための、特に低密度から中密度のＲＦ電力密度範囲で動作する位相配列の製造にコスト効率の良い解決策を提供する。そのような位相配列は、陸、海、航空のプラットホームのための非常に多様な位相配列レーダミッションや通信ミッションで使用可能である。ある実施形態では、Ｘバンドで示される、１２８個のＴ／Ｒチャネルの低電力密度のパネル配列は、２３．３ｃｍ×２９．２ｃｍ（８．４インチ×１１．５インチ）（６０４．３ｃｍ2（９３．６６平方インチ））、５．３３ｍｍ（０．２１０インチ）厚で、０．９８０ｋｇ（２．１６ポンド）重である（３０４ｋｇ／ｍ3（０．１１ポンド／立方インチ））の量だけ単位重量に対応し、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のＭＭＩＣ、Ｔ／Ｒチャネル当たり２個のスイッチ、ＲＦ，電力・論理接続具、バイパスコンデンサ、抵抗器の、プリント配線基板を含む）。この実施形態では、パッチアンテナ要素は、１８層ＰＷＢを有するＰＷＢ５２２の層５２４ｂ、５２８ａ上に提供され、能動型電子部品、コネクタ、バイパスコンデンサ、抵抗器のすべてが、層５２４ｂ（即ち層１８）に表面実装される。Ｘバンドの周波数範囲での動作のために示される例示的な１２８個のＴ／Ｒチャネルの低電力密度のパネル配列は、送信及び受信での２重線形偏波（水平／垂直）に切り替えられ、「フリップ・チップ」の能動型の電子部品を使用する。
【０１９８】
[0221] ここで引用されるすべての刊行物と参照物は、参照されることにより全体としてここに組み込まれる。
【０１９９】
[0222] 本出願の図では、いくつかの例で、複数の要素は、特殊な要素の例示として示され、そして、単一の要素は、複数の特殊な要素の例示として示されるであろう。複数の特殊な要素を示すことは、本発明に従って実行されるシステムや方法がその要素や段階を２以上備える必要があることを示す意図はないし、また、単一の要素を図解することで、本発明がその各要素の単一のひとつだけを有する実施形態に限定されることを意図していない。少なくともいくつかの例では、図で示される特殊な要素の数が特殊なユーザの必要性に適合するために選択されることを当業者は認識するであろう。
【０２００】
[0223] 上の詳細な実施形態での要素と特徴の特殊な結合は、例示的であることだけが考慮されることは意図され、これらの開示を、ここでの、及び、参照して組み込まれる特許と出願での他の開示と相互交換すること及び代用することもまた、表示的に熟考されるべきである。ここに記述されたものの変形、修正、ここに記述されたものの他の実行は、本明細書や特許請求の範囲で示される概念の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者に想起されるであろうことを当業者は認識するであろう。その結果、上記した記述は、例示だけを目的とし、なんら制限されることを意図していないし、そのように解釈されるべきである。
【０２０１】
[0224] 更に、本発明を記述することや図における概念を示す実施形態を図解することで、特殊用語、数、寸法、材料等は、明瞭性のために使用される。しかし、概念は、そのように選択された特殊用語、数、寸法、材料等に限定されず、少なくとも各特殊用語、数、寸法、材料等は、類似の目的を達成するために類似の方法で動作するすべての技術的で機能的な同等物を含む。所定の単語、句、数、寸法、材料、言語用語、製品ブランド等の使用は、すべての文法的な、文字通りの、科学的な、技術的な、機能的な同等物を含むことが意図される。ここで使用される用語は、記述のためであり、制限のためでない。
【０２０２】
[0225] 保護された探られた概念の好適な実施形態を記述して、の概念を組み込む他の実施形態は、使用されるであろうことは当業者には今や明らかであろう。更に、ここに記述された本発明の実施形態は、適用可能な技術とここで参照される標準において、変化と完全に適用する、及び／又は、適合するように修正可能であることは当業者に認識されるであろう。例えば、技術は、多くの他の異なる形式で、そして、多くの異なる環境で、実行可能であり、ここに開示された技術は、他の技術と連携し使用可能である。ここに記述されるものの変形、修正、他の実行は、本明細書に記述され、特許請求の範囲で請求される概念の精神と範囲を逸脱することなく、当業者に想起可能である。それゆえに、保護の範囲は、記述された実施形態に限定されず、むしろ、添付された特許請求の範囲の精神及び範囲によってだけ、制限されるべきであることが感じられる。
【０２０３】
[0226] 特許請求の範囲は以下の通りである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回路基板で構成される多層プリント配線基板（ＰＷＢ）で提供されるパネル配列を製造する方法であって、
（ａ）前記ＰＷＢを有する各回路基板上の全層を撮像する工程と、
（ｂ）ＲＦマッチングパッドをエッチングする工程と、エッチングされた各層を検査する工程とを含み、前記ＰＷＢを有する各回路基板上の全層をエッチングする工程と、
（ｃ）プレプレグ材料を前記回路基板の各々の間に挿入する工程を含み、前記複数の回路基板の各々を整合する工程と、
（ｄ）前記回路基板を被覆して被覆回路基板組立体を提供する工程であって、当該回路基板を所定温度に加熱する工程と、当該回路基板に所定圧力を所定時間だけ印加する工程とを有する、工程と、
（ｅ）前記被覆された回路基板組立体に第１の複数の孔を穿つ工程であって、当該第１の複数の孔の各々が当該被覆回路基板組立体の最上層から最下層に延在し、当該被覆されたプリント回路基板組立体が、アンテナ要素と、前記少なくともひとつのアンテナ要素に結合したＲＦアンテナ給電回路と、ＲＦ電力分配回路と、ＤＣ電力分配回路と、論理信号分配回路と、を有する、工程と、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法は、
前記被覆回路基板組立体内に穿かれた孔の各々をめっきして、ＲＦ、ＤＣ電力、及び／又は、論理回路の間に電気的相互接続部を完成する工程（ｆ）を更に有する、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法は、
前記複数のすべての孔の各々を充填して、固体の多層被覆回路基板組立体を提供する工程（ｇ）を更に有する、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法は、
前記固体の多層被覆回路基板組立体の外部表面上に電気的構成要素を配設する工程（ｈ）を更に有する、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法は、
（ｉ）半田リフロー動作を実行し、電気部品を前記固体の被覆回路基板組立体の外部表面に結合する工程と、
（ｊ）前記電気部品の少なくともいくつかの上方に金属カバーを結合する工程と、
（ｋ）前記電気部品が配設される前記固体の多層被覆回路基板組立体の前記外部表面の上方に保護コーティングを適用する工程と、
を更に有する、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法は、
ウィルキンソン型電力デバイダ回路を有する全ＲＦ層上にインク抵抗器を追加する工程を更に有する、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法は、
前記電気部品は、前記固体の多層被覆回路基板組立体の前記外部表面に直接に結合されたフリップチップ回路である、方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法は、
ヒートシンクをフリップチップ回路上方に搭載する工程を更に有する、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法は、
ヒートシンクを前記フリップチップ回路上方に搭載する工程は、液体冷却されたブレーズメントを当該フリップチップ回路上方に搭載する工程を有する、方法。
【請求項１０】
第１及び第２の対向する表面を有する多層被覆回路基板組立体であって、複数の回路基板で構成され、当該多層被覆回路基板組立体の前記第１表面を通じて放射するためにその上に配設された複数の放射アンテナを有する当該回路基板の少なくとも第１のひとつと、その上に配設されたＲＦ給電回路を有する当該回路基板の少なくとも第２のひとつと、その上に配設された論理回路を有する当該回路基板の少なくとも第３のひとつと、その上に配設されたＤＣ回路を有する当該回路基板の少なくとも第４のひとつと、を備え、当該多層被覆回路基板組立体の前記第１表面が当該多層被覆回路基板組立体の最上層に対応し、当該多層被覆回路基板組立体の前記第２表面が当該多層被覆回路基板組立体の最下層に対応し、当該多層被覆回路基板組立体の当該最上層から当該最下層に延在する第１の複数のめっきされたスルーホールであって前記放射アンテナ要素の回りに導波ケージを形成する第１の複数のめっきされたスルーホールを更に含む、多層被覆回路基板組立体と、
前記最下層上に配設された複数のフリップチップ回路と、
を有する、パネル配列。
【請求項１１】
請求項１０に記載のパネル配列は、
前記フリップチップ回路の上方に配設されたヒートシンクを更に有する、パネル配列。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパネル配列は、
前記多層被覆回路基板組立体上のＤＣ及び論理回路に電気結合された１又は２以上の柔軟性を有する回路を更に有する、パネル配列。
【請求項１３】
請求項１２に記載のパネル配列は、
前記多層被覆回路基板組立体上のＲＦ回路に電気結合された１又は２以上のＲＦコネクタを更に有する、パネル配列。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパネル配列は、
前記フリップチップ回路の上方に配設されたヒートシンクを更に有する、パネル配列。
【請求項１５】
請求項１４に記載のパネル配列は、
前記ヒートシンクが液体冷却されるブレーズメントとして提供される、パネル配列。
【請求項１６】
パネル配列を形成する多層プリント配線（ＰＷＢ）であって、
複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）であって、その上に配設された第１の複数の放射アンテナ要素を有する当該ＰＣＢの少なくとも第１のひとつと、その上に配設され前記複数の放射アンテナ要素に電気結合されたＲＦ給電回路を有する当該ＰＣＢの少なくとも第２のひとつと、その上に配設された論理回路を有する当該ＰＣＢの少なくとも第３のひとつと、その上に配設されたＤＣ回路を有する当該ＰＣＢの少なくとも第４のひとつと、を備えた複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
第１の複数の導波ケージであって、当該第１の複数の導波ケージの各々が前記第１の複数の放射アンテナ要素の各々に対応し、当該第１の複数の導波ケージの各々が前記ＰＷＢの第１最外層から当該導波ケージが配設された当該ＰＷＢの第２最外層に延在するめっきされたスルーホールから形成された、第１の複数の導波ケージと、
を備える、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１７】
請求項１６に記載の多層プリント配線（ＰＷＢ）は、
前記ＰＷＢの最下層上に配設された複数のフリップチップ回路を更に備える、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１８】
請求項１７に記載の多層プリント配線（ＰＷＢ）は、
前記フリップチップ回路の上方に配設されたヒートシンクを更に備える、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１９】
請求項１８に記載の多層プリント配線（ＰＷＢ）は、
前記ヒートシンクは、液体冷却されるブレーズメントとして提供される、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１】
複数の回路基板で構成される多層プリント配線基板（ＰＷＢ）で提供されるパネル配列を製造する方法であって、
（ａ）前記ＰＷＢを有する各回路基板上の全層を撮像する工程と、
（ｂ）ＲＦマッチングパッドをエッチングする工程と、エッチングされた各層を検査する工程とを含み、前記ＰＷＢを有する各回路基板上の全層をエッチングする工程と、
（ｃ）プレプレグ材料を前記回路基板の各々の間に挿入する工程を含み、前記複数の回路基板の各々を整合する工程と、
（ｄ）前記回路基板を被覆して被覆回路基板組立体を提供する工程であって、当該回路基板を所定温度に加熱する工程と、当該回路基板に所定圧力を所定時間だけ印加する工程とを有する、工程と、
（ｅ）前記被覆された回路基板組立体に第１の複数の孔を穿つ工程であって、当該第１の複数の孔の各々が当該被覆回路基板組立体の最上層から最下層に延在し、当該被覆されたプリント回路基板組立体が、アンテナ要素と、前記少なくともひとつのアンテナ要素に結合したＲＦアンテナ給電回路と、ＲＦ電力分配回路と、ＤＣ電力分配回路と、論理信号分配回路と、を有する、工程と、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法は、
前記被覆回路基板組立体内に穿かれた孔の各々をめっきして、ＲＦ、ＤＣ電力、及び／又は、論理回路の間に電気的相互接続部を完成する工程（ｆ）を更に有する、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法は、
前記複数のすべての孔の各々を充填して、固体の多層被覆回路基板組立体を提供する工程（ｇ）を更に有する、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法は、
前記固体の多層被覆回路基板組立体の外部表面上に電気的構成要素を配設する工程（ｈ）を更に有する、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法は、
（ｉ）半田リフロー動作を実行し、電気部品を前記固体の被覆回路基板組立体の外部表面に結合する工程と、
（ｊ）前記電気部品の少なくともいくつかの上方に金属カバーを結合する工程と、
（ｋ）前記電気部品が配設される前記固体の多層被覆回路基板組立体の前記外部表面の上方に保護コーティングを適用する工程と、
を更に有する、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法は、
ウィルキンソン型電力デバイダ回路を有する全ＲＦ層上にインク抵抗器を追加する工程を更に有する、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法は、
前記電気部品は、前記固体の多層被覆回路基板組立体の前記外部表面に直接に結合されたフリップチップ回路である、方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法は、
ヒートシンクをフリップチップ回路上方に搭載する工程を更に有する、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法は、
ヒートシンクを前記フリップチップ回路上方に搭載する工程は、液体冷却されたブレーズメントを当該フリップチップ回路上方に搭載する工程を有する、方法。
【請求項１０】
第１及び第２の対向する表面を有する多層被覆回路基板組立体であって、複数の回路基板で構成され、当該多層被覆回路基板組立体の前記第１表面を通じて放射するためにその上に配設された複数の放射アンテナを有する当該回路基板の少なくとも第１のひとつと、その上に配設されたＲＦ給電回路を有する当該回路基板の少なくとも第２のひとつと、その上に配設された論理回路を有する当該回路基板の少なくとも第３のひとつと、その上に配設されたＤＣ回路を有する当該回路基板の少なくとも第４のひとつと、を備え、当該多層被覆回路基板組立体の前記第１表面が当該多層被覆回路基板組立体の最上層に対応し、当該多層被覆回路基板組立体の前記第２表面が当該多層被覆回路基板組立体の最下層に対応し、当該多層被覆回路基板組立体の当該最上層から当該最下層に延在する第１の複数のめっきされたスルーホールであって前記放射アンテナ要素の回りに導波ケージを形成する第１の複数のめっきされたスルーホールを更に含む、多層被覆回路基板組立体と、
前記最下層上に配設された複数のフリップチップ回路と、
を有する、パネル配列。
【請求項１１】
請求項１０に記載のパネル配列は、
前記フリップチップ回路の上方に配設されたヒートシンクを更に有する、パネル配列。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパネル配列は、
前記多層被覆回路基板組立体上のＤＣ及び論理回路に電気結合された１又は２以上の柔軟性を有する回路を更に有する、パネル配列。
【請求項１３】
請求項１２に記載のパネル配列は、
前記多層被覆回路基板組立体上のＲＦ回路に電気結合された１又は２以上のＲＦコネクタを更に有する、パネル配列。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパネル配列は、
前記フリップチップ回路の上方に配設されたヒートシンクを更に有する、パネル配列。
【請求項１５】
請求項１４に記載のパネル配列は、
前記ヒートシンクが液体冷却されるブレーズメントとして提供される、パネル配列。
【請求項１６】
パネル配列を形成する多層プリント配線（ＰＷＢ）であって、
複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）であって、その上に配設された第１の複数の放射アンテナ要素を有する当該ＰＣＢの少なくとも第１のひとつと、その上に配設され前記複数の放射アンテナ要素に電気結合されたＲＦ給電回路を有する当該ＰＣＢの少なくとも第２のひとつと、その上に配設された論理回路を有する当該ＰＣＢの少なくとも第３のひとつと、その上に配設されたＤＣ回路を有する当該ＰＣＢの少なくとも第４のひとつと、を備えた複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
第１の複数の導波ケージであって、当該第１の複数の導波ケージの各々が前記第１の複数の放射アンテナ要素の各々に対応し、当該第１の複数の導波ケージの各々が前記ＰＷＢの第１最外層から当該導波ケージが配設された当該ＰＷＢの第２最外層に延在するめっきされたスルーホールから形成された、第１の複数の導波ケージと、
を備える、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１７】
請求項１６に記載の多層プリント配線（ＰＷＢ）は、
前記ＰＷＢの最下層上に配設された複数のフリップチップ回路を更に備える、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１８】
請求項１７に記載の多層プリント配線（ＰＷＢ）は、
前記フリップチップ回路の上方に配設されたヒートシンクを更に備える、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【請求項１９】
請求項１８に記載の多層プリント配線（ＰＷＢ）は、
前記ヒートシンクは、液体冷却されるブレーズメントとして提供される、多層プリント配線（ＰＷＢ）。
【図１】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９】
【公表番号】特表２０１２−５２１７１６（Ｐ２０１２−５２１７１６Ａ）
【公表日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０２０８８（Ｐ２０１２−５０２０８８）
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２６８６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１１０３８
【国際公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（５０３４５５３６３）レイセオン カンパニー (244)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２６８６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１１０３８
【国際公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（５０３４５５３６３）レイセオン カンパニー (244)
【Ｆターム（参考）】
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