CN110622354A - 平面阵列天线和无线通信组件 - Google Patents

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CN110622354A CN201880030217.3A CN201880030217A CN110622354A CN 110622354 A CN110622354 A CN 110622354A CN 201880030217 A CN201880030217 A CN 201880030217A CN 110622354 A CN110622354 A CN 110622354A
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Abstract

本发明的平面阵列天线包括一维或二维地配置的多个单位元件(50)。各单位元件(50)包括：辐射部(51)，其包括辐射导体(11)、与辐射导体(11)隔开间隔地配置的具有第1槽(13c)的第1地导体层(13)、和配置在辐射导体(11)与第1地导体层(13)之间且从辐射导体(11)和第1地导体层(13)分别隔开间隔地配置的具有第2槽(12c)的平面导体层(12)；供电部(52)，其包括带状导体(14)和与带状导体(14)隔开间隔配置的第2地导体层(15)，带状导体(14)位于第1地导体层(13)与第2地导体层(15)之间。

Description

平面阵列天线和无线通信组件
技术领域
本发明涉及平面阵列天线和无线通信组件。
背景技术
高频的无线通信有时使用平面天线。例如，专利文献1～3公开了在导体层形成槽，对辐射导体进行供电的平面天线。尤其是，专利文献2公开了具有多个平面天线的平面阵列天线。具体来说，公开了一种平面阵列天线，其包括：多个带状导体、设置有多个槽的导体层、和以覆盖各个槽的方式配置的多个辐射导体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-201712号公报
专利文献2：日本特开平6-291536号公报
专利文献3：日本特开平7-046033号公报
发明内容
发明要解决的课题
随着无线通信的用途扩大，在各种频带使用无线通信。因此，要求兼容更宽的带域。本申请的目的在于提供一种能够宽带域化的平面阵列天线和具有其的无线通信组件。
用于解决课题的方法
本发明的平面阵列天线是一种一维或二维地配置有多个单位元件的平面阵列天线，其中，各单位元件包括：辐射部，其包括：辐射导体、与上述辐射导体隔开间隔配置的具有第1槽的第1地导体层、和配置在上述辐射导体与上述第1地导体层之间且从上述辐射导体和上述第1地导体层分别隔开间隔配置的具有第2槽的平面导体层；和供电部，其包括带状导体和与上述带状导体隔开间隔配置的第2地导体层，上述带状导体位于上述第1地导体层与上述第2地导体层之间。
在各单位元件中，上述辐射导体、上述第2槽、上述第1槽在层叠方向上位置对齐。
上述带状导体的延伸方向与上述第1槽和上述第2槽的延伸方向交叉。
在上述各单位元件中，上述辐射部包含多个上述平面导体层。
上述第2槽具有与上述第1槽相同的形状。
上述第2槽具有与上述第1槽不同的形状。
上述第1地导体层与上述平面导体层的间隔为50μm以下。
上述平面导体层，与上述第1地导体层或上述第2地导体层电连接。
上述平面导体层为浮置导体层。
上述各单位元件的上述供电部还包括与上述第1地导体层和上述第2地导体层连接的包围上述带状导体的多个连通导体。
上述各单位元件包括多层陶瓷体，至少上述平面导体层、上述第1地导体层、上述第2地导体层和上述带状导体埋设在上述多层陶瓷体内。
本发明的无线通信组件，包括：上述任一者的平面阵列天线；和与上述平面阵列天线电连接的有源部件。
发明效果
根据本发明，能够获得能够宽带域化的平面阵列天线。
附图说明
图1是表示第1实施方式的平面阵列天线的概略的平面图。
图2是表示平面阵列天线的单位元件的结构的分解立体图。
图3A是表示平面阵列天线的单位元件的结构的截面图。
图3B是表示平面阵列天线的单位元件的另一结构的截面图。
图4是表示平面阵列天线的单位元件的各构成要素的位置关系的顶视图。
图5是表示由多层陶瓷基板构成平面阵列天线的例子的截面图。
图6是表示由多层陶瓷基板构成平面阵列天线的另一例的截面图。
图7是表示包含配线电路和平面阵列天线的多层陶瓷基板的结构例的截面图。
图8的(a)是表示无线通信组件的实施方式的示意性的底视图，(b)是表示安装于基板的无线通信组件的示意性的截面图。
图9是表示用于对实施例的平面阵列天线的特性进行模拟的结构的尺寸的图。
图10是表示通过计算求出的实施例的平面阵列天线的VSWR特性的图。
图11是表示通过计算求出的实施例的平面阵列天线的史密斯圆图的图。
图12是表示通过计算求出的实施例的平面阵列天线的辐射特性的图。
图13是表示通过计算求出的实施例的平面阵列天线的辐射特性的图。
具体实施方式
本发明的平面阵列天线和无线通信组件例如能够用于准微波、厘米波、准毫米波、毫米波带域的无线通信。准微波带域的无线通信的波长为10cm～30cm，将1GHz至3GHz的频率的电波用作载波。厘米波带域的无线通信的波长为1cm～10cm，将3GHz至30GHz的频率的电波用作载波。毫米波带域的无线通信的波长为1mm～10mm，将30GHz至300GHz的频率的电波用作载波。准毫米波带域的无线通信的波长为10mm～30mm，将10GHz至30GHz的频率的电波用作载波。上述的带域的无线通信中，平面天线的尺寸为数厘米至亚毫米的数量级。例如，在通过多层陶瓷烧结基板构成准微波-厘米波-准毫米波-毫米波无线通信电路的情况下，能够在多层陶瓷烧结基板安装本发明的多轴天线。以下，在本实施方式中，只要没有特别的其他说明，作为准微波-厘米波-准毫米波-毫米波的载波的一例，举出载波的频率为30GHz，载波的波长λ为10mm的情况为例，说明平面阵列天线。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的平面阵列天线101的实施方式的平面图。平面阵列天线101包括由虚线表示的多个单位元件50。各单位元件50包括辐射导体11，构成从辐射导体11辐射电磁波的平面天线。各单位元件50形成于电介质41，多个单位元件50呈一维或二维排列。在本实施方式中，如图1所示，多个单位元件50在x方向和y方向二维排列。各单位元件50的辐射导体11在本实施方式中配置在电介质41内。即，在从电介质41的上表面40u起规定定的深度中，辐射导体11在x方向和y方向二维阵列状排列。各单位元件50的辐射导体11可以位于同一平面上，也可以位于在z轴方向上不同的高度。
图2是表示单位元件50的构成的分解立体图，图3A是单位元件50的截面图。各单位元件50包括辐射部51和供电部52。供电部52和辐射部51电磁耦合，辐射部51接收从供电部52供给的信号电力，电磁波从辐射导体11辐射。
辐射部51包括辐射导体11、第1地导体层13和平面导体层12。平面导体层12位于辐射导体11与第1地导体层13之间，在层叠方向上各自从辐射导体11和第1地导体层13隔开间隔。在第1地导体层13和平面导体层12各自设置有作为开口的第1槽13c和第2槽12c。
平面导体层12在本实施方式中为浮置导体层。即，平面导体层12不与第1地导体层13、第2地导体层15或被供给其他的基准电位的导体层电连接。但是，平面导体层12也可以接地。具体来讲，平面导体层12也可以与第1地导体层13、第2地导体层15或被供给其他的基准电位的导体层电连接。另外，辐射部51可以包括多个平面导体层12。
供电部52包括带状导体14和第2地导体层15。带状导体14与第2地导体层15隔开间隔地配置。另外，带状导体14位于第1地导体层13与第2地导体层15之间，第1地导体层13和带状导体14也在层叠方向上隔开间隔。
为了对带状导体14供电，供电部52可以包含连通导体17。在该情况下，第2地导体层15具有开口15d，连通导体17贯通开口15d而一端与带状导体14连接。连通导体17的另一端在第2地导体层15的下面侧，与结合器、分配器、接收电路、发送电路等连接。
在本实施方式中，供电部52还包括多个连通导体16。连通导体16具有柱形状，配置成包围带状导体14。各连通导体16的一端与第1地导体层13连接，另一端与第2地导体层15连接。如上所述，在将平面导体层12接地的情况下，例如如图3B所示，可以利用1个或多个连通导体18将平面导体层12和第1地导体层13连接。
辐射导体11、平面导体层12、第1地导体层13、带状导体14、第2地导体层15、连通导体16、连通导体17和连通导体18由导电性的材料形成。
如图3A所示，构成电介质41的多个电介质层位于辐射导体11、平面导体层12、第1地导体层13、带状导体14和第2地导体层15之间。电介质层可以为树脂层、玻璃层、陶瓷层、空洞等。在电介质41埋设有平面导体层12、第1地导体层13、带状导体14和第2地导体层15。如上所述，辐射导体11在从电介质41的上表面40u起规定的深度位于电介质41的内部。即，辐射导体11由电介质41的一部分覆盖。由多层陶瓷基板构成平面阵列天线101的例子在后文述说。
接着，详细述说各构成要素的形状、配置等。图4是从与多层陶瓷体40的上面40u垂直的方向、即上表面40u的法线方向观看单位元件50的各结构的示意图。
包含辐射导体11、平面导体层12和第1地导体层13的辐射部51，是辐射电波的辐射元件，具有用于获得与求出的辐射特性阻抗匹配的形状。在本实施方式中，辐射导体11具有在x方向延伸的(具有长边)长方形形状。辐射导体可以具有正方形、圆形等其他形状。例如，辐射导体11在x方向和y方向具有1.5mm和0.5mm的长度。
如图1所示，单位元件50的辐射导体11的节距p在x方向和y方向上例如为波长λ0的1/2。在此，λ0是载波的真空中的波长。
第1地导体层13的第1槽13c和平面导体层12的第2槽12c的形状可以相同也可以不同。在此，形状相同不包含有相似关系的情况，是指形状和大小相同(全等)。辐射导体11、第1槽13c和第2槽12c优选在俯视时至少一部分彼此重叠。更优选辐射导体11、第1槽13c和第2槽12c在层叠方向彼此位置对齐。在此，位置对齐是指在层叠方向上，第1地导体层13的中心、第1槽13c的中心和第2槽12c的中心在x方向和y方向上处于制造误差的范围。
在第1槽13c和第2槽12c各自具有长方形形状的情况下，优选长方形的延伸方向(长度方向)一致。例如第1槽13c在x方向和y方向具有0.9mm和0.4mm的长度。
如图4所示，带状导体14例如具有长方形形状。优选带状导体14的延伸方向与第1槽13c和第2槽12c的延伸方向交叉。
优选各单位元件50的第1地导体层13和第2地导体层15与相邻的单位元件50的第1地导体层13和第2地导体层15各自连接，构成一体的导电层。平面导体层12为浮置层的情况下，不与相邻的单位元件50的平面导体层12连接，可以独立。在该情况下，优选在俯视时平面导体层12覆盖设置有包围带状导体14的连通导体16的区域。
在平面导体层12接地的情况下，可以经由未图示的连通导体和/或配线层与相邻的单位元件50的平面导体层12连接。或者，平面导体层12可以与相邻的单位元件50的平面导体层12构成一体的导电层，经由连通导体和/或配线层与接地电位连接。在各单位元件中，出于使电磁波更强地共振而提高效率的观点，如图3B所示，优选平面导体层12从相邻的平面导体层12分离，利用连通导体18与第1地导体层13连接。
层叠方向上的第1地导体层13与第2地导体层15的间隔例如为0.25mm。带状导体14例如在层叠方向上设置在第1地导体层13与第2地导体层15的中间的位置。
辐射导体11与第1地导体层13之间隔例如为0.4mm。另外，平面导体层12与第1地导体层13的间隔优选越小越好。具体来说，平面导体层12与第1地导体层13的间隔优选为50μm以下，更优选为25μm以下。
在平面阵列天线101中，对由带状导体14和第2地导体层15构成的微带线(microstrip line)施加的信号电力，经由第1地导体层13的第1槽13c与辐射导体11电磁耦合。此时，由于平面导体层12的存在，具有辐射导体11和第1槽13c的第1地导体层13和具有第2槽12c的平面导体层12产生双共振，辐射的电磁波宽带域化。因此，平面阵列天线101的辐射特性和接收特性宽带域化。尤其是，通过缩短平面导体层12与第1地导体层13的间隔，同等的电磁场从带状导体14通过平面导体层12和第1地导体层13，所以容易获得带域宽度的扩大效果。
另外，连通导体16包围带状导体14的周围，由此，通过y方向的电磁场分布最优化，且x方向的宽度最优化而容易取得阻抗匹配，能够实现宽带域化。使用介电常数在1以上的电介质，能够与单位元件的排列节距相比减小各天线的最优化的结构的尺寸，通过采用上述结构，实现宽带域且辐射效率高的平面天线。
另外，本发明的平面阵列天线101，各单位元件具有辐射电磁波的辐射导体11，所以通过调整平面导体层12与第1地导体层13的距离、平面导体层12的第2槽12c和第1地导体层1的第1槽13c形状和/或大小等，容易实现双共振带来的宽带域化和阻抗匹配的两者。并且，通过将它们埋入电介质41，能够实现平面阵列天线101的小型化。在上述方面，本发明的平面阵列天线101与在波导管或导体箱具有槽的槽孔天线(slot antenna)是基于完全不同的构思。
另外，在本实施方式的平面阵列天线101中，辐射导体11配置在电介质41内。因此，能够保护辐射导体11不受因外部环境导致的氧化或因外力导致的损伤和变形的影响。
出于保护辐射导体11的观点，考虑将辐射导体11配置在电介质41的上表面40u，对辐射导体11实施用于防止氧化的镀层。但是，在该情况下，有时因镀层而辐射导体11的导电率降低，辐射特性降低。对此，在由电介质41覆盖辐射导体11的情况下，辐射导体11的导电率不降低，所以能够维持与设置镀层的情况同等以上的辐射特性，并获得对于外力的保护等、比镀层高的保护效果。
覆盖辐射导体11的电介质41的层41c的厚度，例如电介质41的相对介电常数为3～15程度的情况下，优选为70μm以下，在电介质41的相对介电常数为5～10程度的情况下，优选为20μm以下。由此，能够实现与平面阵列天线一般使用的、Au/Ni镀层的辐射导体11的情况同等以上的辐射效率。层41c的厚度越小损失越少，所以出于天线特性的观点，尤其是下限无限制。如后所述，在电介质41为多层陶瓷体的情况下，当层41c的厚度过小时，有时难以使厚度均匀。因此，层41c的厚度例如优选能够形成均匀的陶瓷层的5μm。即，在电介质41为多层陶瓷体的情况下，层41c的厚度更优选为5μm以上70μm以下，更优选为5μm以上且小于20μm。
(第2实施方式)
以下，说明由多层陶瓷基板构成平面阵列天线的例子、即由多层陶瓷体构成第1实施方式的平面阵列天线101的电介质41的例子。图5示意性地表示多层陶瓷基板102的截面。多层陶瓷基板102包括多层陶瓷体40、埋设在多层陶瓷体40内的辐射导体11、平面导体层12、第1地导体层13、带状导体14、第2地导体层15、连通导体16和连通导体17。
多层陶瓷体40如虚线所示包含多个陶瓷层40a，隔着1或2以上的陶瓷层40a配置上述的构成要素。虚线的位置是示意性地表示，并不是准确地表示多层陶瓷基板所包含的陶瓷层40a的数量。连通导体16和连通导体17位于设置在陶瓷层40a的贯通孔内。
第1槽13c和第2槽12c(参照图2、图4)可以为空洞，也可以充填陶瓷层40a的一部分。在第1槽13c和第2槽12c充填陶瓷层40a的一部分时，陶瓷层40a间的紧贴性提高，能够提高多层陶瓷体40的强度。
在多层陶瓷体40中有时陶瓷层40a的边界并不是明确存在。在该情况下，例如在第1地导体层13等的陶瓷以外的构成要素存在于2个陶瓷层之间的情况下，能够使第1地导体层13的位置与2个陶瓷层的边界对应。陶瓷层40a可以与陶瓷的烧结前的陶瓷印刷电路基板对应，也可以与2层以上的陶瓷印刷电路基板对应。
各陶瓷层40a的厚度例如在1μm以上15mm以下，优选在15μm以上1mm以下。由此，能够构成准微波-厘米波-准毫米波-毫米波帯的平面阵列天线。
辐射导体11可以位于多层陶瓷体的上表面。图6所示的多层陶瓷基板102’，在辐射导体11位于多层陶瓷体40’的上表面40’u上，这一点与多层陶瓷基板102不同。辐射导体11露出到外部环境，由此能够实现更高的辐射效率。使用该结构的多层陶瓷基板制作的产品，例如适用于在温度湿度等环境、物理接触等导致的损伤、变形难以发生的条件下使用的情况。更具体来讲，例如在满足在真空密封或被惰性气体密封而使用的条件或使用氧化、硫化等难以腐蚀的金属构成辐射导体的条件的情况下，适合使用该结构的产品。
多层陶瓷基板除了平面阵列天线101之外，可以具有其他构成要素。例如如图7所示，多层陶瓷基板103还在比第2地导体层15靠下方设置有多个陶瓷层40a，还包括无源部件图案71和配线图案72、以及设置于多个陶瓷层40a的导电性通孔73。无源部件图案71例如是导电性层或具有规定电阻值的陶瓷，构成电感器、电容器、电阻器、耦合器、分配器、滤波器、电源等。另外，导电性通孔73和配线图案72与无源部件图案、地导体等连接，构成规定的电路。
另外，在多层陶瓷体40的下表示面40v，例如设置有用于与外部的基板连接的、电极74、用于连接无源部件的电极75和用于连接集成电路等的有源部件的电极76。带状导体14通过配置在未图示的位置的导电性通孔，与电极74、75、76的任一者电连接。
在与第2地导体层15相比位于下面侧的多个陶瓷层40a间设置的上述的构成要素，构成包含无源部件的配线电路。配线电路的上述的、多个电极与无源部件和集成电路等连接，由此构成无线通信电路。
在由多层陶瓷基板构成平面阵列天线101的情况下，能够同时烧制各陶瓷层和辐射导体11、平面导体层12等导电层。即，多层陶瓷基板103可以为同时烧制陶瓷基板。同时烧制陶瓷基板可以为低温烧制陶瓷(LTCC、Low Temperature Co-fired Ceramics)基板，也可以为高温烧制陶瓷(HTCC、High Temperature Co-fired Ceramics)基板。出于高频特性的观点，有时优选使用低温烧制陶瓷基板。多层陶瓷结构的陶瓷层、辐射导体、地导体、带状导体、无源部件图案、配线图案、导电性通孔，使用与烧制温度、用途等和无线通信的频率等相应的陶瓷材料和导电性材料。用于形成辐射导体、地导体(具体而言，地导体层)、带状导体、无源部件图案、配线图案、导电性通孔的导电性膏和用于形成多层陶瓷结构的陶瓷层的印刷电路基板同时烧制(Co-fired)。在同时烧制陶瓷基板为低温烧制陶瓷基板的情况下，使用能够在800℃至1000℃程度的温度范围进行烧结的陶瓷材料和导电性材料。例如能够使用以Al、Si、Sr为主成分且以Ti、Bi、Cu、Mn、Na、K的至少1种为副成分的陶瓷材料、以Al、Si、Sr为主成分且以Ca、Pb、Na、K的至少1种为副成分的陶瓷材料、包含Al、Mg、Si、Gd的陶瓷材料、包含Al、Si、Zr、Mg的陶瓷材料。另外，能够使用包含Ag或Cu的导电性材料。陶瓷材料的介电常数是3～15程度。在同时烧制陶瓷基板为高温烧制多层陶瓷基板的情况下，能够使用以Al为主成分的陶瓷材料、和包含W(钨)或Mo(钼)的导电性材料。
更具体来说，作为LTCC材料例如能够使用低介电常数(相对介电常数5～10)的Al-Mg-Si-Gd-O类电介质材料、由Mg2SiO4形成的结晶相和由Si-Ba-La-B-O类形成的玻璃等构成的电介质材料、Al-Si-Sr-O类电介质材料、Al-Si-Ba-O类电介质材料、高介电常数(相对介电常数50以上)的Bi-Ca-Nb-O类电介质材料等各种材料。
例如，Al-Si-Sr-O类电介质材料在作为主成分包含Al、Si、Sr、Ti的氧化物的情况下，将作为主成分的Al、Si、Sr、Ti分别换算为Al2O3、SiO2、SrO、TiO2时，优选含有Al2O3：10～60质量％、SiO2：25～60质量％、SrO：7.5～50质量％、TiO2：20质量％以下(包含0)。另外，相对于该主成分100质量，作为副成分将Bi、Na、K、Co组之中的至少1种用Bi2O3换算优选含有0.1～10质量，用Na2O换算优选含有0.1～5质量，用K2O换算优选含有0.1～5质量，用CoO换算优选含有0.1～5质量，并且，Cu、Mn、Ag组中的至少1种用CuO换算优选含有0.01～5质量，用Mn3O4换算优选含有0.01～5质量，用Ag优选含有0.01～5质量。能够含有其他不可避杂质。
多层陶瓷体40的多个陶瓷层40a各自具有相同的组成，可以由相同的材料形成。或者，为了提高平面天线的辐射效率，多层陶瓷体40的辐射导体11附近的陶瓷层具有与其下方的陶瓷层不同的组成，可以由不同的材料形成。通过具有不同的组成，能够具有不同的介电常数，能够提高辐射效率。
另外，可以用由陶瓷层以外的树脂或玻璃等构成的层覆盖辐射导体11，可以将多层陶瓷体40、树脂或玻璃等构成电路基板组合来构成复合基板。
同时烧制陶瓷基板能够使用与LTCC基板或HTCC基板相同的制造方法来制造。
例如，首先，准备包含上述元素的陶瓷材料，根据需要，例如在700℃～850℃下进行预烧、粉碎来进行造粒。向陶瓷材料添加玻璃成分的粉末、有机粘合剂、可塑剂、溶剂，获得上述的混合物的浆料。通过使介电常数不同等，通过不同的材料形成陶瓷层的情况下，准备包含不同的材料的两种浆料。另外，将上述的导电性材料的粉末与有机粘合剂和溶剂等混合，获得导电膏。
使用刮刀法、压延(挤出)法、印刷法、喷墨式涂敷法、转印法等，从浆料使规定的厚度的层形成在载体膜上，进行干燥。通过将浆料的层切断，获得陶瓷印刷电路基板。
接着，按照在同时烧制陶瓷基板内构成的电路，使用激光、机械打孔机等在多个陶瓷印刷电路基板形成导通孔，使用丝网印刷法在各导通孔充填导电膏。此时，也形成连通导体16和连通导体17的图案。另外，通过丝网印刷风等，将导电膏印刷在陶瓷印刷电路基板，在陶瓷印刷电路基板形成配线图案、无源部件图案、辐射导体11、平面导体层12、第1地导体层13、带状导体14和第2地导体层15的图案。
将配置有上述的导电膏的陶瓷印刷电路基板一边进行预压接一边依次层叠，形成印刷电路基板层叠体。之后，从印刷电路基板层叠体除去粘合剂、烧制脱粘合剂后的印刷电路基板层叠体。由此，同时烧制陶瓷基板完成。
如上述方式制作的同时烧制陶瓷基板包括无线通信用的配线电路、无源部件和平面阵列天线。因此，通过在同时烧制陶瓷基板安装无线通信用的芯片组等，实现还包括天线的无线通信组件。
另外，在多层陶瓷体的表面的陶瓷层完全覆盖辐射导体的整体的情况下，能够保护辐射导体不受外部环境和外力的影响，能够抑制辐射效率降低或天线的特性变化。
此外，在本实施方式中说明的平面阵列天线的辐射导体、平面导体层、第1地导体层、第2地导体层和带状导体的形状、数量、配置不过是示意性的一个例子。例如，可以将多个辐射导体之中的一部分配置在位于距地导体不同的距离的陶瓷层的界面。另外，可以在辐射导体设置槽。另外，平面阵列天线除了辐射导体之外，还包含不被供电的导体，可以隔着辐射导体和陶瓷层层叠。
(第3实施方式)
说明无线通信组件的实施方式。图8的(a)是表示本发明的无线通信组件的实施方式的示意性的底视图，图8的(b)是表示安装在基板的无线通信组件的示意性的截面图。无线通信组件104包括第2实施方式的多层陶瓷基板103、焊锡凸点81、无源部件82和有源部件83。焊锡凸点81设置在位于多层陶瓷基板102的下表面40v的电极74。无源部件82例如是贴片电容、贴片电感、贴片电阻等，与电极75通过焊锡等接合。有源部件83例如是无线通信用的芯片组，是接收电路、发送电路、A/D转换器，D/A转换器，基带处理器、媒体访问控制器等，与电极76通过焊锡等接合。
无线通信组件104例如通过倒装芯片接合，以正面朝下、即无源部件82和有源部件83与电路基板91相对的方式接合到设置有电极92的电路基板91。电路基板91的电极92和多层陶瓷基板102的电极74通过焊锡凸点81电连接，多层陶瓷基板102与外部的电源电路、其他组件电连接。
在安装于电路基板91的无线通信组件104中，位于多层陶瓷基板102的上表面40u侧的辐射导体11，位于电路基板91相对的下表面40v的相反一侧。因此，不受无源部件82和有源部件83、或电路基板91的影响地，能够利用辐射导体11接收从辐射导体11辐射准微波-厘米波-准毫米波-毫米波帯的电波，另外，从外部到达的准微波-厘米波-准毫米波-毫米波帯的电波。因此，能够实现具有宽带域的天线且小型，且能够表面安装的无线通信组件。
(平面阵列天线的特性的计算例)
说明通过计算求出第1实施方式的平面阵列天线的特性的结果。以图9和表1所示的尺寸和物性测定s参数。图10和图11表示VSWR特性和史密斯圆图。另外，图12和图13表示平面阵列天线的辐射特性。为了进行比较，求出不具有平面导体层12的平面阵列天线的特性，并表示于上述图。图10至图13中实线表示实施例的特性，虚线表示比较例的特性。
[表1]
项目 值
介电常数 6
tanδ 0.0018
电极的材质和尺寸 Ag，12μm，4μm
单位元件的节距 x：2.5mm，y：2.5mm
单位元件的数量 6个(3×2)
如图10所示，例如、VSWR为1.5以下的范围，在比较例中，为大约57GHz至61GHz，与此相对，在实施例中，为56GHz至66GHz。根据实施方式1的平面天线可知，能够在较宽带域抑制反射波，发送电磁波。另外，根据图11可知，在该计算例中，共振点为2个。
图12和图13表示从实施例1的平面阵列天线辐射的电磁波的增益特性。图12和图13表示如图1所示成为坐标的情况下的xz平面和yz平面的特性。设z轴即上表面40u的法线方向为0°，+x轴和-x轴方向或+y轴和-y轴方向与θ的+90°和-90°对应。
根据上述的图可知，与比较例相比，在实施例的平面天线中，增益改善0.2dB程度。
因此，根据上述的计算结果可知，实施例的平面天线能够以宽带域进行电磁波的发送接收，且增益也能够提高。
附图标记说明
11 辐射导体
12 平面导体层
12c 第2槽
13 第1地导体层
13c 第1槽
14 带状导体
15 第2地导体层
15d 开口
16、17、18 连通导体
40、40’ 多层陶瓷体
40a 陶瓷层
40u、40’ u上表面
40v 下表面
41 电介质
41c 电介质的层
50 单位元件
51 辐射部
52 供电部
71 无源部件图案
72 配线图案
73 导电性通孔
74～76、92 电极
81 焊锡凸点
82 无源部件
83 有源部件
91 电路基板
101 平面阵列天线
102、102’、103 多层陶瓷基板
104 无线通信组件。

Claims (12)

1.一种一维或二维地配置有多个单位元件的平面阵列天线，其特征在于：
各单位元件包括：
辐射部，其包括：辐射导体、与所述辐射导体隔开间隔配置的具有第1槽的第1地导体层、和配置在所述辐射导体与所述第1地导体层之间且从所述辐射导体和所述第1地导体层分别隔开间隔配置的具有第2槽的平面导体层；和
供电部，其包括带状导体和与所述带状导体隔开间隔配置的第2地导体层，所述带状导体位于所述第1地导体层与所述第2地导体层之间。
2.如权利要求1所述的平面阵列天线，其特征在于：
在各单位元件中，所述辐射导体、所述第2槽、所述第1槽在层叠方向上位置对齐。
3.如权利要求1或2所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述带状导体的延伸方向与所述第1槽和所述第2槽的延伸方向交叉。
4.如权利要求1至3中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
在所述各单位元件中，所述辐射部包含多个所述平面导体层。
5.如权利要求1至4中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述第2槽具有与所述第1槽相同的形状。
6.如权利要求1至4中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述第2槽具有与所述第1槽不同的形状。
7.如权利要求1至6中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述第1地导体层与所述平面导体层的间隔为50μm以下。
8.如权利要求1至7中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述平面导体层，与所述第1地导体层或所述第2地导体层电连接。
9.如权利要求1至7中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述平面导体层为浮置导体层。
10.如权利要求1至9中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述各单位元件的所述供电部还包括与所述第1地导体层和所述第2地导体层连接的包围所述带状导体的多个连通导体。
11.如权利要求1至10中任一项所述的平面阵列天线，其特征在于：
所述各单位元件包括多层陶瓷体，至少所述平面导体层、所述第1地导体层、所述第2地导体层和所述带状导体埋设在所述多层陶瓷体内。
12.一种无线通信组件，其特征在于，包括：
权利要求11所述的平面阵列天线；和
与所述平面阵列天线电连接的有源部件。
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