CN104769775B

CN104769775B - 阵列天线

Info

Publication number: CN104769775B
Application number: CN201380058112.6A
Authority: CN
Inventors: 须藤薰; 中嶋政幸
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: EP2919323A4; KR101744605B1; JP5983760B2; EP2919323A1; JPWO2014073355A1; KR20150055042A; US20150236425A1; CN104769775A; WO2014073355A1; US9698487B2

Abstract

本发明的多层基板(2)上设置有8个正天线部(8)以及8个背天线部(16)。正天线部(8)的正辐射元件(9)和背天线部(16)的背辐射元件(17)在垂直投影在多层基板(2)的背面(2B)时被排列成交错状。正辐射元件(9)配置在多层基板(2)的正面(2A)，正接地层(10)被配置得靠近多层基板(2)的背面(2B)。另一方面，背辐射元件(17)配置在多层基板(2)的背面(2B)，背接地层(18)被配置得靠近多层基板(2)的正面(2A)。正辐射元件(9)和背辐射元件(17)以两者垂直投影在多层基板(2)的背面(2B)时相互不重合的方式配置形成。

Description

阵列天线

技术领域

本发明涉及在基板上设置多个天线的阵列天线。

背景技术

专利文献1中，公开了例如夹着比波长薄的电介质设置相互对向的辐射元件和接地层，并且在辐射元件的辐射面侧设置了无源元件的微带天线(贴片天线)。另外，专利文献2中，公开了由多个传输线路连接多个天线而形成的阵列天线。专利文献3中，公开了将两个以上圆板状的天线并列连接，分别具有不同方向的指向性的结构。专利文献4中，公开了将天线配置在基板的两面的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭55-93305号公报

专利文献2：日本专利特开2008-5164号公报

专利文献3：日本专利特开昭60-236303号公报

专利文献4：日本专利特开2001-119230号公报

发明内容

然而，专利文献1、2所记载的天线中，朝向设置了接地层的背面的指向性较弱，通信区域窄。另一方面，专利文献3的结构中，由于将多个天线配置成朝向不同的方向，通信区域扩大。然而，由于多个天线分别是独立个体，因此除了容易大型化之外，结构也变得复杂。另外，在专利文献4的天线装置中，将天线配置在印刷基板的两个面上，但要在印刷基板的两个面上形成接地层的基础上，再在印刷基板的两个面上设置辐射元件。因此，由于整体的厚度尺寸为印刷基板的厚度加上设置在印刷基板两面的两个天线的厚度，因此装置整体变厚，出现容易大型化的问题。

本发明是为了解决上述现有技术的问题而完成的，本发明的目的在于提供一种通信区域广，能小型化的阵列天线。

(1).为了解决上述问题，本发明是在基板上设置了多个具有辐射元件的天线的阵列天线，相邻两个天线的其中一个天线成为正天线部，所述正天线部是将正辐射元件配置在所述基板的正面或所述基板的正面附近而形成，所述相邻两个天线中的另一个天线成为背天线部，所述背天线部是将背辐射元件配置在所述基板的背面或所述基板的背面附近而形成，以垂直投影在所述基板的背面时互相不重合的方式配设所述相邻两个天线中的所述正天线部的正辐射元件和所述背天线部的背辐射元件。

根据本发明，由于包括将正辐射元件配置在基板的正面或基板的正面附近而形成的正天线部，以及将背辐射元件配置在基板的背面或基板的背面附近而形成的背天线部，能使基板的两面具有指向性，与仅有基板的单面具有指向性的情况相比，能扩大通信范围。另外，正天线部的正辐射元件和背天线部的背辐射元件以垂直投影在基板的背面时互相不重合的方式进行配置，因此能将例如正天线部的正接地层配置在基板的背面或基板的背面附近，并且能将背天线部的背接地层配置在基板的正面或基板的正面附近。因此，即使在为了实现正天线部以及背天线部的宽频带化而增大了接地层和辐射元件之间的厚度尺寸时，也能在抑制基板的厚度尺寸的同时确保接地层和辐射元件之间的厚度尺寸。结果，能形成基板的厚度尺寸较小的小型阵列天线。

(2).本发明中，所述基板为多层基板，和所述正天线部的正辐射元件相对的正接地层配置在所述基板的背面或所述基板的背面附近，和所述背天线部的背辐射元件相对的背接地层配置在所述基板的正面或所述基板的正面附近。

根据本发明，由于正接地层和正辐射元件相对，因此能利用正接地层和正辐射元件构成贴片天线。同样地，由于背接地层和背辐射元件相对，因此能利用背接地层和背辐射元件构成贴片天线。另外，由于正接地层配置在基板的背面或基板的背面附近，背接地层配置在基板的正面或基板的正面附近，因此能抑制基板的厚度尺寸，并且确保接地层和辐射元件之间的厚度尺寸，能形成宽频带的贴片天线。进一步地，能有效利用天线空间，能形成小型的阵列天线。

(3).本发明中，在所述多层基板上设置导体连接部，该导体连接部将所述正辐射元件和所述背辐射元件分别包围，并电连接在所述正接地层和所述背接地层之间。

根据本发明，由于在多层基板设置导体连接部分别将正辐射元件和背辐射元件包围，能在正天线部和背天线部之间设置导体连接部的壁。因此，在正天线部和背天线部之间能抑制高频信号相互干涉。

(4).本发明中，所述正天线部包括：正无源元件，该正无源元件隔着绝缘层层叠在所述正辐射元件的正面，所述背天线部包括：背无源元件，该背无源元件隔着绝缘层层叠在所述背辐射元件的背面。

根据本发明，由于正天线部包括隔着绝缘层层叠在所述正辐射元件的正面的正无源元件，因此能形成例如正辐射元件和正无源元件电磁场耦合的堆叠型贴片天线。因此，在正天线部，产生谐振频率不同的两个谐振模式(电磁场模式)，能实现宽频带化。同样地，背天线部也能宽频带化。

(5).本发明中，将垂直投影在所述基板的背面时，所述相邻两个天线中的所述正天线部的正辐射元件和所述背天线部的背辐射元件之间的分离间隔设定成基于辐射的频率的规定值。

根据本发明，垂直投影在基板的背面时，正辐射元件和背辐射元件之间的分离间隔被设定成基于辐射的频率的规定值。这里，若正辐射元件和背辐射元件之间的分离间隔变得过小，正辐射元件和背辐射元件的相互耦合变强则对阵列天线的特性产生坏影响。另一方面，若正辐射元件和背辐射元件之间的分离间隔变得过大，则旁瓣变大，正面方向的天线增益降低。考虑了这些，通过将正辐射元件和背辐射元件之间的分离间隔设定为规定值，能抑制这些不利影响。

(6).本发明中，垂直投影在所述基板的背面时，所述相邻的两个天线中的所述正天线部的正辐射元件和所述背天线部的背辐射元件被排列成交错状。

根据本发明，由于正辐射元件和背辐射元件在垂直投影在基板的背面时被排列成交错状，因此基板的使用面积效率变高，能实现小型化。

附图说明

图1是表示第1实施方式中阵列天线的分解透视图。

图2是表示正天线部的正辐射元件和背天线部的背辐射元件的配置关系的平面图。

图3是放大表示图1中的正天线部和背天线部的分解透视图。

图4是表示图3中的背接地层的平面图。

图5是从图4中的箭头指示V-V方向观察正天线部和背天线部的剖视图。

图6是表示第2实施方式中阵列天线的分解透视图。

图7是放大表示图6中的正天线部和背天线部的分解透视图。

图8是表示图7中的正天线部的正辐射元件和背接地层的平面图。

图9是从图8中的箭头指示IX-IX方向观察正天线部和背天线部的剖视图。

图10是表示第1变形例中阵列天线的分解透视图。

图11是表示第3实施方式中阵列天线的平面图。

图12是放大表示图11中的正天线部和背天线部的分解透视图。

图13是表示图12中的正天线部的正辐射元件和背接地层的平面图。

图14是从图13中的箭头指示XIV-XIV方向观察正天线部和背天线部的剖视图。

图15是表示第2变形例中阵列天线与图12相同位置的分解透视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式中的阵列天线进行详细说明。

图1至图5中，表示第1实施方式中的阵列天线1。阵列天线1由多层基板2、正天线部8、以及背天线部16构成。

在相互垂直的X轴、Y轴以及Z轴方向中，多层基板2呈平行于XY平面的平板状。多层基板2被形成为X轴方向和Y轴方向的尺寸为数mm～数cm左右，另外多层基板2的厚度方向即Z轴方向的尺寸为数百μm左右。

多层基板2是例如从正面2A侧朝向背面2B侧层叠5层作为绝缘层的薄绝缘性树脂层3～7而形成的印刷基板。另外，虽然例示出了树脂基板作为多层基板2，但不限于此，可以是将作为绝缘层的绝缘性陶瓷层层叠而成的陶瓷多层基板，也可为低温共烧陶瓷多层基板(LTCC多层基板)。

正天线部8由正辐射元件9、正接地层10、以及正供电线路13等构成。

在多层基板2的正面2A、即树脂层3的正面上例如配置形成8个正辐射元件9。正辐射元件9形成为大致四边形的导体图案，X轴方向和Y轴方向的尺寸例如为从数百μm到数mm的水平。另外，正辐射元件9的X轴方向的尺寸被设定成电长度等于例如所供给的高频信号RF的波长的一半。如图2所示，8个正辐射元件9在X轴方向上等间隔配置，在Y轴方向形成三列整齐的第1、第2、第3排列R1、R2、R3。

第1和第3排列R1、R3中相邻的正辐射元件9彼此各自中央间的间隔尺寸(分离间隔)被设定为X轴方向上为Lx，Y轴方向上为2×Ly。由此，形成第1和第3排列R1、R3的正辐射元件9呈矩阵配置。另外，第2排列R2中的正辐射元件9配置形成在呈矩阵配置的第1和第3排列R1、R3的正辐射元件9的中央。因此，第2排列R2中相邻的正辐射元件9彼此各自中央间在X轴方向上的间隔尺寸(分离间隔)为Lx，第1和第2排列R1、R2，第2和第3排列R2、R3在Y轴方向上的间隔尺寸(分离间隔)为Ly。结果，8个正辐射元件9在多层基板2的表面2A上配置为交错状。正辐射元件9，例如由铜、银等的导电性薄膜形成。另外，只要不妨碍电波辐射，则正辐射元件9也可不配置在树脂层3的表面，而配置形成在多层基板2的表面2A附近的内部。

如图1至图5所示，正接地层10以与正辐射元件9相对、并且覆盖树脂层6的几乎整面的方式，形成在树脂层5和树脂层6之间。由此，正接地层10配置形成得比多层基板2的厚度方向(Z轴方向)的中心位置更靠近多层基板2的背面2B。另外，正接地层10具有正开口部11，该正开口部11的开口大于下文所述的背辐射元件17垂直投影在正接地层10时重合的投影区域。另外，由于形成下文所述的正过孔15，因此在正接地层10设置有成为正过孔形成部12的开口部。另外，正过孔形成部12的开口径形成为大于正过孔15的内径。因此，正过孔15和正接地层10利用正过孔15和正过孔形成部12的间隙绝缘。正接地层10，例如由铜、银等导电性薄膜形成，连接地线。

正供电线路13例如为微带线，由设置在树脂层6和树脂层7之间的细长带状的带状线14与正接地层10构成。带状线14的端部14A被配置形成为：将端部14A垂直投影在正辐射元件9时位于正辐射元件9的区域内，将端部14A垂直投影在正接地层10时位于正过孔形成部12的大致中央部。端部14A贯通树脂层3～6，并且经由正过孔形成部12与下文所述的背开口部19，经由在Z轴方向延伸的正过孔15与正辐射元件9电连接。另外，形成多根带状线14，各正辐射元件9与不同的带状线14电连接。正过孔15是将例如铜、银等的导电性材料设置在内径为数十～数百μm水平的贯通孔中而形成的柱状的导体。正过孔15连接在作为供电点的正辐射元件9的中心以外的X轴方向的中途位置上。

结果，利用正辐射元件9、正接地层10、以及正供电线路13等构成贴片天线即正天线部8。由此，在多层基板2上，以交错状配置形成8个贴片天线即正天线部8。

背天线部16由背辐射元件17、背接地层18、以及背供电线路21等构成。

在多层基板2的背面2B即树脂层7的背面上设置形成例如8个背辐射元件17。背辐射元件17形成为大致四边形的导体图案，X轴方向和Y轴方向的尺寸例如为从数百μm到数mm的水平。背辐射元件17的X轴方向的尺寸被设定为电长度等于例如所供给的高频信号RF的波长的一半。另外，背辐射元件17被配置形成在将背辐射元件9垂直投影在树脂层7的背面时，正辐射元件9和背辐射元件17不重叠的位置上。如图2所示，8个背辐射元件17在X轴方向上等间隔配置，在Y轴方向形成三列整齐的第4、第5、第6排列R4、R5、R6。

第4和第6排列R4、R6中相邻的背辐射元件17彼此各自中央间的间隔尺寸(分离间隔)被设定为X轴方向上为Lx，Y轴方向上为2×Ly。由此，第4和第6排列R4、R6中的背辐射元件17呈矩阵配置。另外，第5排列R5中的各背辐射元件17被配置成位于呈矩阵配置的第4和第6排列R4、R6的背辐射元件17的中央。因此，第5排列R5中相邻的背辐射元件17彼此各自中央间在X轴方向上的间隔尺寸(分离间隔)为Lx，第4和第5排列R4、R5，第5和第6排列R5、R6在Y轴方向上的间隔尺寸(分离间隔)为Ly。结果，以交错状配置8个背辐射元件17。背辐射元件17，例如由铜、银等的导电性薄膜形成。

另外，只要不妨碍电波辐射，则背辐射元件17也可不配置在树脂层7的背面，而配置形成在多层基板2的背面2B附近的内部。另外，将正辐射元件9的第1、第2、第3排列R1、R2、R3垂直投影在树脂层7的背面时，第1排列R1和第4排列R4的伸展方向，第2排列R2和第5排列R5的伸展方向，第3排列R3和第6排列R6的伸展方向可重叠也可不重叠。

如图1至图5所示，背接地层18以与背辐射元件17相对、并且覆盖树脂层5的几乎整面的方式形成在树脂层4和树脂层5之间。由此，背接地层18配置形成得比多层基板2的厚度方向(Z轴方向)的中心位置更靠近多层基板2的正面2A。另外，背接地层18具有背开口部19，该背开口部19的开口大于将正辐射元件9垂直投影在背接地层18时重叠的投影区域。另外，为了形成下文所述的背过孔23，因此在背接地层18设置有成为背过孔形成部20的开口部。另外，背过孔形成部20的开口径形成为大于背过孔23的内径。因此，背过孔23和背接地层18利用背过孔23和背过孔形成部20的间隙绝缘。背接地层18，例如由铜、银等的导电性薄膜形成，连接地线。

背供电线路21例如为微带线，由设置在树脂层3和树脂层4之间的细长带状的带状线22与背接地层18构成。带状线22的端部22A如下配置形成：将端部22A垂直投影在背辐射元件17时位于背辐射元件17的区域内，将端部22A垂直投影在背接地层18时位于背过孔形成部20的大致中央部。端部22A贯通树脂层4～7，并且经由背过孔形成部20与正开口部11，通过在Z轴方向延伸的背过孔23与背辐射元件17电连接。另外，形成多根带状线22，各背辐射元件17与不同的带状线22电连接。背过孔23是将例如铜、银等导电性材料设置在内径为数十～数百μm水平的贯通孔中形成的柱状的导体。背过孔23连接在作为供电点的背辐射元件17的中心以外的X轴方向的中途位置上。

结果，利用背辐射元件17、背接地层18、以及背供电线路21等构成贴片天线即背天线部16。由此，在多层基板2上，以交错状配置形成8个贴片天线即背天线部16。

结果，在多层基板2通过以交错状配置形成8个正天线部和8个背天线部16，形成阵列天线1。另外，相邻的正辐射元件9与背辐射元件17的间隔尺寸Lx、Ly若在使用的频率的波长的半波长(λθ/2)以下，相邻的正辐射元件9之间、相邻的背辐射元件17之间的相互耦合变强，对阵列天线的特性造成不良影响。另一方面，若间隔尺寸Lx、Ly在1波长(λθ)以上，则天线辐射图案中旁瓣变大，正面方向的天线增益降低。由此，考虑到这一点，相对于自由空间中的高频信号的波长λθ，间隔尺寸Lx、Ly优选地为半波长(λθ/2)～1波长λθ水平的值。具体而言，例如将60GHz频带的毫米波应用于阵列天线1的情况下，间隔尺寸Lx、Ly变成2.5mm到5mm水平。

接着，对本实施方式中的阵列天线1的动作进行说明。

若从正供电线路13向正辐射元件9进行供电，则在正辐射元件9流过朝向X轴方向的电流。由此，正天线部8将对应于正辐射元件9在X轴方向上的尺寸的高频信号RF，从多层基板2的正面2A朝向上方进行辐射，并且正天线部8接收对应于正辐射元件9在X轴方向上的尺寸的高频信号RF。

同样地，若从背供电线路21向背辐射元件17进行供电，则在背辐射元件17流过朝向X轴方向的电流。由此，背天线部16将对应于背辐射元件17在X轴方向上的尺寸的高频信号RF进行辐射，并且背天线部16接收对应于背辐射元件17在X轴方向上的尺寸的高频信号RF。

另外，通过对提供至多个正辐射元件9的高频信号RF的相位进行适当调整，经由设置了多个的带状线14，向各正辐射元件9提供不同的信号，能使正天线部8的辐射束方向在X轴方向和Y轴方向扫描。同样地，通过对提供至多个背辐射元件17的高频信号RF的相位进行适当调整，经由设置了多个的带状线22，向各背辐射元件17提供不同的信号，能使背天线部16的辐射束方向在X轴方向和Y轴方向扫描。像这样，由于能在多层基板2的两个面上具有指向性，因此与仅在多层基板2的单个面具有指向性的情况相比，能扩大电波的辐射角度，能扩大通信区域。

另外，正辐射元件9和背辐射元件17以将两者垂直投影在多层基板2的背面时相互不重合的方式配置形成。因此，能将正接地层10配置得比多层基板2的中央更靠近背面2B，并且能将背接地层18配置得比多层基板2的中央更靠近正面2A。由此，利用相互共用的树脂层5，能使正接地层10和背接地层18之间分离。

一般地，为了实现正天线部8以及背天线部16的宽频带化，最好增大正辐射元件9和正接地层10之间的厚度尺寸以及背辐射元件17和背接地层18之间的厚度。在此基础上，在增大了正辐射元件9和正接地层10之间的尺寸、背辐射元件17和背接地层18之间的尺寸时，也能在调整构成多层基板2的其它层的厚度尺寸的同时确保辐射元件9、17和接地层10、18之间的厚度尺寸。结果，能有效利用天线空间，能形成多层基板2的厚度尺寸较小的小型阵列天线1。另外，由于将正天线部8以及背天线部16排列成交错状，因此能提高多层基板2的使用面积效率，实现阵列天线1的小型化。

除此之外，由于利用由微带线构成的正供电线路13向正辐射元件9供电，利用由微带线构成的背供电线路21向背辐射元件17供电，因此能利用在高频电路中普遍使用的微带线向正辐射元件9、背辐射元件17进行供电，使高频电路和阵列天线1的连接变得容易。

另外，在树脂层3、4之间设置背供电线路21的带状线22，并且在树脂层6、7之间设置正供电线路13的带状线14。因此，能在设置了正辐射元件9、背辐射元件17和正接地层10、背接地层18的多层基板2上一起形成由微带线路构成的正供电线路13、以及背供电线路21，能实现生产性的提高和特性偏差的降低。

另外，正天线部8以及背天线部16采用设置在多个树脂层3～7层叠而成的多层基板2上的结构。因此，通过在树脂层3的正面和树脂层6的正面设置正天线部8的正辐射元件9和正接地层10，能使它们容易地配置在相对于多层基板2的厚度方向相互不同的位置上。同样地，通过在树脂层7的背面和树脂层5的正面设置背天线部16的背辐射元件17和背接地层18，能使它们容易地配置在相对于多层基板2的厚度方向相互不同的位置上。

接着，图6至图9表示本发明的第2实施方式的阵列天线31。阵列天线31的特征为，用具备无源元件的堆叠型贴片天线形成构成阵列天线31的正天线部以及背天线部。另外，对阵列天线31说明时，对与第1实施方式的阵列天线1相同的结构标注相同的符号，省略其说明。

阵列天线31包括：多层基板2、正天线部32、以及背天线部36。

另外，正天线部32由正辐射元件33、正接地层10、正供电线路13以及正无源元件35等构成。

在树脂层4和树脂层5之间，以与第1实施方式中阵列天线1的正辐射元件9相同的排列状态、相同的大致四边形状形成正辐射元件33。更具体而言，正辐射元件33形成在第1实施方式的阵列天线1的背开口部19的内部。另外，正辐射元件33和背接地层18利用设置在两者之间的间隙绝缘。由此，正辐射元件33和正辐射元件9的不同仅在于正辐射元件33和正辐射元件9在多层基板2中厚度方向上所形成的平面位置不同。正辐射元件33隔着树脂层5，与正接地层10相对。正辐射元件33和带状线14的端部14A经由贯通树脂层5和树脂层6并且通过正过孔形成部12在Z轴方向延伸的正过孔34电连接。

在多层基板2的正面2A、即树脂层3的正面，以与第1实施方式中阵列天线1的正辐射元件9相同的排列状态，相同的大致四边形状形成正无源元件35。在夹着树脂层3和树脂层4而相对的正无源元件35和正辐射元件33之间产生电磁场耦合。另外，图8例示了正无源元件35小于正辐射元件33的情况，但正无源元件35在X轴方向和Y轴方向的尺寸，例如可以大于也可以小于正辐射元件33在X轴方向和Y轴方向的尺寸。正无源元件35和正辐射元件33的大小关系以及其具体的形状，是考虑了正天线部32的辐射图案和频带等而适当设定的。

正无源元件35和正辐射元件33产生电磁场耦合。结果，构成正天线部32的正辐射元件33、正接地层10、正供电线路13以及正无源元件35等形成堆叠型贴片天线。另外，在多层基板2上，以交错状配置形成8个正天线部32。

背天线部36由背辐射元件37、背接地层18、背供电线路21、背无源元件39等构成。

在树脂层5和树脂层6之间，以与第1实施方式中阵列天线1的背辐射元件17相同的排列状态、相同的大致四边形状形成背辐射元件37。更具体而言，背辐射元件37形成在第1实施方式的阵列天线1的正开口部11的内部。另外，背辐射元件37和正接地层10利用设置在两者之间的间隙绝缘。由此，背辐射元件37和背辐射元件17的不同仅在于背辐射元件37和背辐射元件17在多层基板2中厚度方向上所形成的平面位置不同。背辐射元件37隔着树脂层5与背接地层18相对。背辐射元件37和带状线22的端部22A经由贯通树脂层4和树脂层5并且通过背过孔形成部20在Z轴方向延伸的背过孔38电连接。

在多层基板2的背面2B、即树脂层7的背面，以与第1实施方式中阵列天线1的背辐射元件17相同的排列状态、相同的大致四边形状形成背无源元件39。在夹着树脂层6和树脂层7相对的背无源元件39和背辐射元件37之间产生电磁场耦合。另外，图8例示了背无源元件39小于背辐射元件37的情况，但背无源元件39在X轴方向和Y轴方向的尺寸，例如可以大于也可以小于背辐射元件37在X轴方向和Y轴方向的尺寸。

背无源元件39和背辐射元件37产生电磁场耦合。结果，构成背天线部36的背辐射元件37、背接地层18、背供电线路21以及背无源元件39等形成堆叠型贴片天线。即，在多层基板2上，以交错状配置形成8个背天线部36，与以交错状配置形成的8个正天线部32一起形成阵列天线31。

从而，在阵列天线31中，也能获得与第1实施方式中的阵列天线1同样的作用效果。另外，由于正天线部32包括隔着树脂层3、4层叠在正辐射元件33的表面的正无源元件35，因此产生谐振频率不同的两个谐振模式(电磁场模式)，能实现宽频带化。基于同样的理由，背天线部36也能宽频带化。

另外，第2实施方式中，使正辐射元件33和背接地层18形成在同一层，并且背辐射元件37和正接地层10形成在同一层，但辐射元件和接地层也可形成在不同层。

另外，所述各实施方式中，列举说明了阵列天线1、31中形成多根带状线14、22的情况。然而，本发明不限于此，例如图10所示的第1变形例的天线图案41所示，若幅射束的方向不需要在X轴方向和Y轴方向进行扫描，则也可经由前端部发生分支的带状线42、43，将共用的信号提供至正辐射元件9、背辐射元件17。该第1变形例的结构也能适用于第2实施方式。

接着，图11至图14表示本发明的第3实施方式的阵列天线51。阵列天线51的特征是，在多层基板2上设置分别包围正辐射元件33和背辐射元件37的、电连接在正接地层10和背接地层18之间的过孔52。另外，对阵列天线51进行说明时，对与第2实施方式的阵列天线31相同的结构标注相同的符号，省略其说明。

阵列天线51与第2实施方式的阵列天线31大致同样地包括多层基板2、正天线部32、以及背天线部36。

但是，在多层基板2上设置分别包围正辐射元件33和背辐射元件37的、作为导体连接部电连接在正接地层10和背接地层18之间的过孔52。这一点上，第3实施方式的阵列天线51与第2实施方式的阵列天线31不同。

过孔52是将例如铜、银等导电性材料设置在贯通多层基板2的树脂层5的、内径为数十～数百μm水平的贯通孔而形成的柱状的导体。过孔52的两端分别连接正接地层10和背接地层18。另外，设置多个过孔52，使得正辐射元件33和背辐射元件37垂直投影在树脂层5时，过孔52分别包围正辐射元件33和背辐射元件37。为此，多个过孔52被配置为包围正辐射元件33和背辐射元件37的框状。

相邻的两个过孔52的间隔尺寸被设定为电长度为例如与所供给的高频信号RF的波长相比足够短的值。具体而言，相邻的两个过孔52的间隔尺寸被设定为电长度为不足高频信号RF的半波长的值，优选地小于1/4波长的值。由此，多个过孔52在正天线部32和背天线部36之间形成导电性的壁。

从而，在阵列天线51中，也能得到与第2实施方式中的阵列天线31同样的作用效果。另外，由于在多层基板2，设置过孔52分别将正辐射元件33和背辐射元件37包围，因此能在正天线部32和背天线部36之间设置过孔52的壁。为此，即使在密集地配置正天线部32和背天线部36时，也能在高频信号RF的频带分离正天线部32和背天线部36，在正天线部32和背天线部36之间抑制高频信号RF的相互干涉。进一步地，由于过孔52电连接在正接地层10和背接地层18之间，因此能使正接地层10和背接地层18的电位稳定。

另外，所述第3实施方式中，设置分别包围第2实施方式中的正辐射元件33和背辐射元件37的、电连接在正接地层10和背接地层18之间的过孔52。然而，本发明不限于此，也可例如图15所示的第2变形例的阵列天线61那样，设置分别包围第1实施方式中的正辐射元件9和背辐射元件17的、作为导体连接部电连接在正接地层10和背接地层18之间的过孔62。

另外，虽然所述第3实施方式中利用过孔52形成导体连接部，但也可例如利用导体膜形成导体连接部。该结构也能适用于第2变形例。

另外，所述各实施方式中，举例说明了阵列天线1、31、51包括正天线部8、32和背天线部16、36各8个的情况，但正天线部和背天线部可各包括1个，也可各包括2个至7个或9个以上。另外，正天线部和背天线部不需要个数相同，也可互相个数不同。该结构也能适用于第1、第2变形例。

另外，所述各实施方式中，正天线部8、32以及背天线部16、36配置为在X轴方向和Y轴方向上扩展的平面状，但也可以排成1列的状态配置为直线状。该结构也能适用于第1、第2变形例。

另外，所述各实施方式中，在正天线部8、32的正辐射元件9、33和背天线部16、36的背辐射元件17、37均有X轴方向的电流流过而构成，但也可为相互间流过不同方向的电流。即，正天线部以及背天线部可以相互间为相同极化波，也可为不同极化波。该结构也能适用于第1、第2变形例。

另外，所述各实施方式中，以正供电线路13、背供电线路21使用微带线的情况为例进行了说明，但也可使用共面线或三板线(带状线)。该结构也能适用于第1、第2变形例。

另外，所述各实施方式中，采用层叠5层作为绝缘层的树脂层3～7而形成的多层基板2，但绝缘层的个数能根据需要进行适当变更。

另外，例如，对将60GHz频带的毫米波适用于阵列天线1的情况下的间隔尺寸Lx、Ly进行了例示，但也可适用其它频带的毫米波或微米波等，该情况下，间隔尺寸Lx、Ly由于频带的波长而不同。

另外，不限于贴片天线，通过将偶极子天线、单级天线等线状天线、缝隙天线等进行与本发明同样的配置结构，也能得到与本发明同样的效果。

标号说明

1、31、41、51、61 阵列天线

2 多层基板(基板)

3～7 树脂层(绝缘层)

8、32 正天线部

9、33 正辐射元件

10 正接地层

13 正供电线路

14、22、42、43 带状线

16、36 背天线部

17、37 背辐射元件

18 背接地层

21 背供电线路

35 正无源元件

39 背无源元件

52、62 过孔(导体连接部)

Claims

1.一种阵列天线，是在基板上设置了多个具有辐射元件的天线的阵列天线，其特征在于，

相邻两个天线的其中一个天线成为正天线部，所述正天线部是将正辐射元件配置在所述基板的正面或所述基板的正面附近而形成，

所述相邻两个天线中的另一个天线成为背天线部，所述背天线部是将背辐射元件配置在所述基板的背面或所述基板的背面附近而形成，

以垂直投影在所述基板的背面时互相不重合的方式配设所述相邻两个天线中的所述正天线部的正辐射元件和所述背天线部的背辐射元件,

所述基板为多层基板，

和所述正天线部的正辐射元件相对的正接地层配置在所述基板的背面附近，

和所述背天线部的背辐射元件相对的背接地层配置在所述基板的正面附近。

2.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，

在所述多层基板上设置导体连接部，该导体连接部将所述正辐射元件和所述背辐射元件分别包围，并电连接在所述正接地层和所述背接地层之间。

3.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，

所述正天线部包括：正无源元件，该正无源元件隔着绝缘层层叠在所述正辐射元件的正面，

所述背天线部包括：背无源元件，该背无源元件隔着绝缘层层叠在所述背辐射元件的背面。

4.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，

将垂直投影在所述基板的背面时，所述相邻两个天线中的所述正天线部的正辐射元件和所述背天线部的背辐射元件之间的分离间隔设定成基于辐射的频率的规定值。

5.如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，

垂直投影在所述基板的背面时，所述相邻两个天线中的所述正天线部的正辐射元件和所述背天线部的背辐射元件被排列成交错状。