CN112385089A - 天线装置 - Google Patents

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CN112385089A CN201980044834.3A CN201980044834A CN112385089A CN 112385089 A CN112385089 A CN 112385089A CN 201980044834 A CN201980044834 A CN 201980044834A CN 112385089 A CN112385089 A CN 112385089A
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antenna
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根本崇弥
上田英树
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明提供天线装置，天线装置具有：基体；第一天线元件，向与基体的第一面垂直的方向延伸突出，作为单极天线发挥作用；第二天线元件，与第一天线元件相邻地设置，向与基体的第一面垂直的方向延伸突出，作为单极天线发挥作用；接地层，设置于基体；连接布线，设置于基体，连接第一天线元件和第二天线元件；供电线路，设置于基体，与连接布线连接；以及第一反射器，沿着第一天线元件以及第二天线元件相邻的方向设置，并与第一天线元件以及第二天线元件对置。第一天线元件以及第二天线元件沿着基体的第一端面至第四端面中的至少一个端面设置，在从与至少一个端面垂直的方向的侧视时，与第一反射器重叠，并且，在俯视时，位于至少一个端面与第一反射器之间。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及天线装置。
背景技术
专利文献1记载了带导体反射板单极天线。专利文献1的带导体反射板单极天线具有设置于底板的单极天线元件和与单极天线元件平行设置的导体反射板。
专利文献1：日本特开2003-347841号公报
在专利文献1的带导体反射板单极天线中，电波沿与导体反射板垂直的方向放射，并且，电波也沿与导体反射板平行的方向放射。因此，在相对于单极天线元件与导体反射板相反的一侧的方向上的信号的增益有可能降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够使与基体的端面垂直的方向的指向性提高的天线装置。
本发明的一方面的天线装置具有：基体，具有第一面、与上述第一面对置的第二面、连接上述第一面与上述第二面且相互对置的第一端面和第二端面、以及连接上述第一面与上述第二面并位于上述第一端面与上述第二端面之间的第三端面和第四端面；第一天线元件，向与上述基体的上述第一面垂直的方向延伸突出，作为单极天线发挥作用；第二天线元件，与上述第一天线元件相邻地设置，向与上述基体的上述第一面垂直的方向延伸突出，作为单极天线发挥作用；接地层，设置于上述基体；连接布线，设置于上述基体，连接上述第一天线元件与上述第二天线元件；供电线路，设置于上述基体，与上述连接布线连接；以及第一反射器，沿着上述第一天线元件以及上述第二天线元件相邻的方向设置，与上述第一天线元件以及上述第二天线元件对置，上述第一天线元件以及上述第二天线元件沿着上述第一端面至上述第四端面中的至少一个端面设置，在从与上述至少一个端面垂直的方向的侧视时，与上述第一反射器重叠，并且，在俯视时，位于上述至少一个端面与上述第一反射器之间。
发明效果
根据本发明的天线装置，能够提高与基体的端面垂直的方向的指向性。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的天线装置的透射立体图。
图2是第一实施方式所涉及的天线装置的俯视图。
图3是沿着图2的III－III’线的剖视图。
图4是第一实施方式的第一变形例所涉及的第一反射器的剖视图。
图5是第一实施方式的第二变形例所涉及的天线装置的剖视图。
图6是第二实施方式所涉及的天线装置的透射立体图。
图7是第二实施方式所涉及的天线装置的俯视图。
图8是沿着图7的VIII－VIII’线的剖视图。
图9是第三实施方式所涉及的天线装置的俯视图。
图10是第四实施方式所涉及的天线装置的俯视图。
图11是将图10的区域A局部放大表示的透射立体图。
图12是沿着图10的XII－XII’线的剖视图。
图13是第四实施方式的第一变形例所涉及的天线装置的俯视图。
图14是将图13的区域A局部放大表示的透射立体图。
图15是用于对第四实施方式的第二变形例所涉及的第一反射器进行说明的透射立体图。
图16是第五实施方式所涉及的天线装置的透射立体图。
图17是沿着图16的XV－XV’线的剖视图。
图18是沿着图16的XVI－XVI’线的剖视图。
图19是示意性地表示第六实施方式所涉及的电子设备的构成的剖视图。
图20是第六实施方式的第一变形例所涉及的电子设备的剖视图。
图21是第六实施方式的第二变形例所涉及的电子设备的剖视图。
图22是第六实施方式的第三变形例所涉及的电子设备的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的天线装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明不被该实施方式限定。各实施方式是例示性的，当然能够进行不同实施方式中示出的构成的部分置换或者组合。在第二实施方式和第二实施方式以后，省略与第一实施方式共通的事项的描述，仅对不同点进行说明。特别是，由相同的构成所带来的相同的作用效果不在每个实施方式依次提及。
(第一实施方式)
图1是第一实施方式所涉及的天线装置的透射立体图。图2是第一实施方式所涉及的天线装置的俯视图。图3是沿着图2的III－III’线的剖视图。本实施方式的天线装置1例如进行准毫米波段、毫米波段(例如20GHz以上300GHz以下)的信号的收发。但并不局限于此，天线装置1也可以进行10GHz以下的微波频带的信号的收发。
如图1所示，天线装置1具有基体2、单极天线组3、第一反射器4、供电线路33、连接布线34、第一接地层21、第二接地层22(参照图3)、以及树脂层8。基体2具有第一面2a和与第一面2a相反的一侧的第二面2b。基体2例如使用低温共烧陶瓷多层基板(LTCC(LowTemperature Co-fired Ceramics)多层基板)。基体2具有沿Z方向层叠的多个绝缘层。各绝缘层使用能够在1000℃以下的低温下烧制的陶瓷材料，形成为较薄的层状。此外，也可以不局限于此，基体2是层叠多层由环氧树脂、聚酰亚胺等树脂构成的树脂层而形成的多层树脂基板。另外，也可以使用具有更低的介电常数的液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer：LCP)或者氟类树脂来形成基体2。或者，基体2也可以是陶瓷多层基板。基体2既可以是具有挠性的挠性基板，也可以是具有热塑性的刚性基板。
在以下的说明中，将与基体2的第一面2a平行的面内的一方向设为X方向。另外，将在与第一面2a平行的面内与X方向正交的方向设为Y方向。另外，将与X方向以及Y方向分别正交的方向设为Z方向。
单极天线组3包括第一天线元件31和第二天线元件32。第一天线元件31以及第二天线元件32设置于基体2的第一面2a，向与第一面2a垂直的方向(Z方向)延伸突出，分别作为单极天线发挥作用。第一天线元件31以及第二天线元件32分别是柱状的导电体，例如是由金属材料形成的销。第一天线元件31以及第二天线元件32通过例如焊料等导电性粘合剂与设置于基体2的衬垫37(参照图3)连接。
如图1以及图2所示，第二天线元件32与第一天线元件31在Y方向上相邻地设置。这里，将基体2的外周中相对于单极天线组3与第一反射器4相反的一侧的端面称为第一端面2e1。第一端面2e1沿着Y方向设置。第一天线元件31以及第二天线元件32沿着第一端面2e1排列配置。
连接布线34向Y方向延伸突出，连接第一天线元件31与第二天线元件32。供电线路33向X方向延伸突出，一端侧与连接布线34连接。供电线路33的另一端侧与未图示的RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit：射频集成电路)等信号处理电路电连接。在利用天线装置1发送信号时，来自RFIC的信号通过供电线路33分岔到连接布线34，分别供给到第一天线元件31以及第二天线元件32。另外，在利用天线装置1接收信号时，第一天线元件31以及第二天线元件32分别接收到的信号从连接布线34通过共用的供电线路33供给到RFIC。
如图2所示，供电线路33在连结第一天线元件31和第二天线元件32的虚拟线的中点的位置处与连接布线34连接。具体而言，在与基体2的第一面2a平行的Y方向上，连接布线34和供电线路33的连接位置与第一天线元件31的距离D11等于连接布线34和供电线路33的连接位置与第二天线元件32的距离D12。
由此，经由供电线路33分别供给到第一天线元件31以及第二天线元件32的信号的相位相等，能够提高放射到第一端面2e1侧的信号的增益。
此外，供电线路33与连接布线34的连接位置不限定于此。即，也可以在Y方向上，距离D11与距离D12不同。由此，能够使分别供给到第一天线元件31以及第二天线元件32的信号的相位不同。与距离D11和距离D12相等的情况相比，天线装置1能够使从单极天线组3放射的信号的指向性(放射模式)不同。
第一反射器4是与Y－Z平面平行的平板状的导电体，设置于基体2的第一面2a。第一反射器4沿着第一天线元件31以及第二天线元件32相邻的方向，即Y方向设置，在X方向上与第一天线元件31以及第二天线元件32对置。第一天线元件31以及第二天线元件32配置于第一端面2e1与第一反射器4之间。
通过第一反射器4，抑制了从第一天线元件31以及第二天线元件32放射的信号中X方向(+X方向)的信号的放射。因此，提高放射到相对于第一天线元件31以及第二天线元件32与第一反射器4相反的一侧，即第一端面2e1侧的信号的指向性。
如图3所示，第一接地层21以及第二接地层22设置于基体2。第一接地层21设置于基体2的第一面2a侧，与第一反射器4连接。第二接地层22与第一接地层21对置地设置于基体2的第二面2b侧。第一接地层21以及第二接地层22分别由连续设置于基体2的第一面2a以及第二面2b的固体膜形成。第二接地层22经由连接基体2的层间的多个通孔导体26与第一接地层21连接。通孔导体26是设置于贯通基体2的层间的通孔的导电体。
此外，虽然在图3中省略表示，但第一接地层21和第二接地层22在多个位置处连接。另外，第一接地层21在基体2的第一面2a露出，但并不局限于此。也可以覆盖第一接地层21地设置基体2的电介质层。另外，覆盖第二接地层22地设置基体2的电介质层，但并不局限于此。第二接地层22也可以在基体2的第二面2b露出。
供电线路33以及连接布线34设置于基体2的内层。供电线路33以及连接布线34在Z方向上配置于第一接地层21与第二接地层22之间。在供电线路33以及连接布线34与第一接地层21之间设置有基体2的电介质层，在供电线路33以及连接布线34与第二接地层22之间设置有基体2的电介质层。由此，供电线路33以及连接布线34与第一接地层21以及第二接地层22绝缘。
衬垫37在与第一接地层21的开口21a重叠的区域中设置于基体2的第一面2a。衬垫37经由通孔导体38与连接布线34连接。第一天线元件31连接在衬垫37上，与连接布线34以及供电线路33电连接。此外，在图3中示出第一天线元件31，但第二天线元件32也是相同的构成，与连接布线34以及供电线路33电连接。单极天线组3是第一天线元件31以及第二天线元件32相对于第一接地层21向垂直的方向延伸突出的垂直天线。
通过这样的构成，来自外部的RFIC、搭载有天线装置1的电子设备的噪声被第一接地层21以及第二接地层22屏蔽。由此，天线装置1抑制来自外部的噪声传播到供电线路33以及连接布线34，得到良好的放射特性。
此外，图3所示的剖视图只不过是示意性表示的图，也可以在基体2设置有与第一接地层21、第二接地层22、供电线路33以及连接布线34不同的布线层、接地层等。
如图3所示，树脂层8至少覆盖第一天线元件31、第二天线元件32(参照图1)以及第一反射器4各自的侧面地设置于第一面2a。通过树脂层8保护第一天线元件31、第二天线元件32以及第一反射器4。第一天线元件31、第二天线元件32以及第一反射器4的上端在树脂层8的上表面8a露出。换句话说，树脂层8的高度与第一天线元件31以及第二天线元件32的高度H1相等。
第一天线元件31以及第二天线元件32的高度H1是Z方向上的基体2的第一面2a与第一天线元件31以及第二天线元件32各自的上端之间的长度。此外，树脂层8也可以设置为覆盖第一天线元件31、第二天线元件32以及第一反射器4的上端。另外，第一反射器4的高度与第一天线元件31以及第二天线元件32的高度H1相同，但并不局限于此，也可以与第一天线元件31以及第二天线元件32的高度H1不同。
第一天线元件31以及第二天线元件32的高度H1是有效波长λeff的1/4左右。这里，有效波长λeff是考虑基体2的介电常数的实际的波长。当将自由空间波长设为λ0，基体2的介电常数设为εr时，有效波长λeff满足下述的式(1)的关系。
λ0＞λeff＞λ0/(εr1/2)…(1)
如图2所示，将Y方向上的第一天线元件31与第二天线元件32的距离设为距离D1。距离D1比高度H1长。更具体而言，距离D1是有效波长λeff的1/2左右。由此，在第一天线元件31和第二天线元件32相邻的方向(Y方向)上，从第一天线元件31以及第二天线元件32分别放射的信号反相。由此，抑制了从第一天线元件31以及第二天线元件32放射的信号中向Y方向的信号的放射。因此，与仅设置第一天线元件31以及第二天线元件32的一方的情况相比，天线装置1能够提高在X－Y平面上相对于第一天线元件31以及第二天线元件32的－X方向的指向性。
(第一实施方式的第一变形例)
图4是第一实施方式的第一变形例所涉及的第一反射器的剖视图。图4与沿着图2所示的IV－IV’线的剖视图对应。在第一变形例中，对与上述第一实施方式不同，第一反射器4A具有多个柱状导电体41的构成进行说明。如图4所示，在第一反射器4A中，多个柱状导电体41分别向Z方向延伸突出，沿Y方向排列配置。多个柱状导电体41的下端分别与第一接地层21连接。另外，多个柱状导电体41的上端通过连结部42连接。多个柱状导电体41能够使用由金属材料形成的销。另外，连结部42能够在树脂层8的上表面8a印刷形成。
在相邻的柱状导电体41之间设置有空间。相邻的柱状导电体41的中心彼此的距离D2是有效波长λeff的1/6左右。通过这样的构成，第一反射器4A在电学上具有与使用板状或者壁状的导电体的情况相同的效果。
在本变形例中，第一反射器4A的柱状导电体41使用与第一天线元件31以及第二天线元件32相同的部件。因此，柱状导电体41能够通过与第一天线元件31以及第二天线元件32相同的工序设置在基体2，所以能够抑制天线装置1的制造成本。
(第一实施方式的第二变形例)
图5是第一实施方式的第二变形例所涉及的天线装置的剖视图。图5与沿着图2所示的III－III’线的剖视图对应。在第二变形例中，对与上述第一实施方式以及第一变形例不同，未设置第二接地层22的构成进行说明。
如图5所示，在基体2设置有第一接地层21，在第二面2b侧未设置有第二接地层22。在本变形例的天线装置1A中，与第一实施方式相比，能够简化基体2的层构成。另外，在本变形例中，第一接地层21也被设置为针对第一天线元件31、第二天线元件32的接地层，单极天线组3具有与第一实施方式相同的指向性。
此外，第一天线元件31、第二天线元件32以及柱状导电体41不限定于销状的导电体，也能够例如通过电镀层叠金属层而形成为柱状。
如以上说明那样，本实施方式的天线装置1具有基体2、第一天线元件31、第二天线元件32、第一接地层21、连接布线34、供电线路33、以及第一反射器4。第一天线元件31向与基体2的第一面2a垂直的方向(Z方向)延伸突出，作为单极天线发挥作用。第二天线元件32与第一天线元件31相邻地设置，向Z方向延伸突出，作为单极天线发挥作用。第一接地层21设置于基体2。连接布线34设置于基体2，连接第一天线元件31与第二天线元件32。供电线路33设置于基体2，与连接布线34连接。第一反射器4沿着第一天线元件31以及第二天线元件32相邻的方向(Y方向)设置，与第一天线元件31以及第二天线元件32对置。基体2具有：第一面2a；第二面2b，与第一面2a对置；第一端面2e1和第二端面2e2，连接第一面2a与第二面2b，且相互对置；以及第三端面2e3和第四端面2e4，连接第一面2a与第二面2b，并位于第一端面2e1与第二端面2e2之间(参照图10)。第一天线元件31以及第二天线元件32沿着第一端面2e2至第四端面2e4中的至少一个端面(第一端面2e1)设置，在从与至少一个端面(第一端面2e1)垂直的方向的侧视时，与第一反射器4重叠，并且，在俯视时，位于至少一个端面(第一端面2e1)与第一反射器4之间。
由此，第一天线元件31以及第二天线元件32在Y方向上相邻地配置并与共用的供电线路33连接。因此，抑制了从第一天线元件31以及第二天线元件32放射的信号中向Y方向的信号的放射。另外，通过第一反射器4，抑制了从第一天线元件31以及第二天线元件32放射的信号中+X方向的信号的放射。因此，与仅设置第一天线元件31以及第二天线元件32的一方的情况相比，天线装置1能够提高在与基体2的第一面2a平行的面内(X－Y平面)，相对于第一天线元件31以及第二天线元件32的－X方向的指向性。
另外，在本实施方式的天线装置1中，与基体2的第一面2a平行的方向上的第一天线元件31与第二天线元件32的距离(距离D1)比与基体2的第一面2a垂直的方向上的第一天线元件31以及第二天线元件32的长度(高度H1)长。
由此，例如，高度H1是有效波长λeff的1/4左右，距离D1能够为有效波长λeff的1/2左右。由此，在第一天线元件31和第二天线元件32相邻的方向(Y方向)上，从第一天线元件31以及第二天线元件32放射的信号反相。由此，抑制了从第一天线元件31以及第二天线元件32放射的信号中向Y方向的信号的放射。天线装置1能够提高相对于第一天线元件31以及第二天线元件32向－X方向放射的信号的增益。
(第二实施方式)
图6是第二实施方式所涉及的天线装置的透射立体图。图7是第二实施方式所涉及的天线装置的俯视图。图8是沿着图7的VIII－VIII’线的剖视图。在第二实施方式中，对与上述第一实施方式不同，设置有第二反射器5的构成进行说明。
如图6以及图7所示，多个第二反射器5分别设置于第一天线元件31与第一反射器4之间以及第二天线元件32与第一反射器4之间。多个第二反射器5向与基体2的第一面2a垂直的方向延伸突出。另外，在一方的第二反射器5与第一端面2e1之间设置有第一天线元件31，在另一方的第二反射器5与第一端面2e1之间设置有第二天线元件32。即，多个第二反射器5向与第一天线元件31以及第二天线元件32平行的方向延伸突出，并与第一天线元件31以及第二天线元件32分别相邻。另外，多个第二反射器5隔着供电线路33在Y方向上相邻配置。多个第二反射器5是柱状的导电体，例如是由金属材料形成的销。
如图8所示，第二反射器5设置于基体2的第一面2a，与第一接地层21连接。另外，树脂层8覆盖第二反射器5的至少侧面，第二反射器5的上端从树脂层8的上表面8a露出。
本实施方式的天线装置1B通过设置有第二反射器5，也能够提高在与X－Z平面平行的面内，相对于第一天线元件31以及第二天线元件32的－X方向的指向性。此外，X－Z平面是与基体2的第一面2a垂直的平面，是与连结第一天线元件31和第二天线元件32的虚拟线正交的平面。
(第三实施方式)
图9是第三实施方式所涉及的天线装置的俯视图。在第三实施方式中，对与上述第一实施方式以及第二实施方式不同，设置有多个单极天线组3的构成进行说明。
如图9所示，本实施方式的天线装置1C是阵列天线，包括第一天线元件31和第二天线元件32的单极天线组3排列有多个。多个单极天线组3沿着基体2的第一端面2e1排列。另外，第一反射器4向多个单极天线组3的排列方向(Y方向)延伸突出，与多个单极天线组3对置地设置。由此，第一反射器4能够提高多个单极天线组3各自的－X方向的指向性。
此外，单极天线组3与第一实施方式以及第二实施方式相同，省略详细的说明。另外，第一接地层21(参照图5、图8)遍及多个单极天线组3连续形成。另外，在图9中，设置有第二反射器5，但也可以是与第一实施方式相同地，不设置第二反射器5的构成。
如图9所示，在每个单极天线组3分别连接有供电线路33。通过按单极天线组3使从供电线路33供给的信号的相位、振幅不同，从而天线装置1C能够以所希望的指向性(放射模式)放射信号。
将在相邻的2个单极天线组3中，未通过连接布线34连接的第一天线元件31与第二天线元件32的距离设为距离D3。另外，将在与2个单极天线组3分别连接的供电线路33之间的Y方向上的距离设为距离D4。距离D3小于距离D4。另外，距离D3小于距离D1。即，距离D3是有效波长λeff的1/2以下。距离D4是自由空间波长λ0的1/2以下。由此，天线装置1C能够小型化。
如上所述，单极天线组3分别向箭头R所示的方向具有指向性，即相对于各单极天线组3向－X方向具有指向性，抑制了向Y方向的信号的放射。因此，即使减小距离D3的情况下，也能够抑制单极天线组3彼此的信号的干扰。
此外，在图9中示出4个单极天线组3，但并不局限于此。单极天线组3的数目也可以是2个、3个或者5个以上。另外，图4以及图5所示的第一实施方式的第一变形例以及第二变形例的构成也能够应用于本实施方式的天线装置1C。
(第四实施方式)
图10是第四实施方式的天线装置的俯视图。图11是将图10的区域A局部放大表示的透射立体图。图12是沿着图10的XII－XII’线的剖视图。在第四实施方式中，对与上述第一实施方式至第三实施方式不同，天线装置1D具有多个单极天线组3以及多个偶极天线6的构成进行说明。
如图10所示，基体2是在从Z方向观察时的俯视时，具有第一端面2e1、第二端面2e2、第三端面2e3、以及第四端面2e4的矩形状。第一端面2e1和第二端面2e2在X方向上对置。第三端面2e3和第四端面2e4设置于第一端面2e1与第二端面2e2之间。第三端面2e3和第四端面2e4在Y方向上对置。
多个偶极天线6沿着第一端面2e1以及第二端面2e2的每一个排列。多个单极天线组3沿着第三端面2e3以及第四端面2e4的每一个排列。此外，单极天线组3与第一实施方式以及第二实施方式相同，省略详细的说明。另外，在图10中，在各单极天线组3设置有第二反射器5，但也可以与第一实施方式相同，是不设置第二反射器5的构成。
多个偶极天线6分别包括第三天线元件61和第四天线元件62。第三天线元件61向与基体2的第一面2a平行的方向(Y方向)延伸突出。第四天线元件62与第三天线元件61在Y方向上相邻地配置，向Y方向延伸突出。第三天线元件61以及第四天线元件62在一条直线上排列配置，沿着第一端面2e1以及第二端面2e2的每一个设置。
第三天线元件61以及第四天线元件62各自的Y方向的长度是有效波长λeff的1/4左右。换句话说，第三天线元件61与第四天线元件62的合计的长度是有效波长λeff的1/2左右。
如图11所示，第三天线元件61经由第一连接导体65与第一供电线路63连接。第四天线元件62经由第二连接导体66与第二供电线路64连接。第一供电线路63以及第二供电线路64设置于基体2。第一连接导体65以及第二连接导体66是柱状的导电体，从第一面2a向Z方向延伸突出。
如图10所示，第一反射器4B与多个单极天线组3以及多个偶极天线6对置地设置。具体而言，第一反射器4B具有第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d，在俯视时形成为框状。第一壁部44a以及第二壁部44b分别沿着第一端面2e1以及第二端面2e2设置。
在第一壁部44a与第一端面2e1之间排列多个偶极天线6，在第二壁部44b与第二端面2e2之间排列多个偶极天线6。相同地，第三壁部44c以及第四壁部44d分别沿着第三端面2e3以及第四端面2e4设置。在第三壁部44c与第三端面2e3之间排列有多个单极天线组3，在第四壁部44d与第四端面2e4之间排列有多个单极天线组3。
第一反射器4B具有由第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d围起的开口4Ba。能够在基体2的与开口4Ba重叠的区域安装IC、电路部件等。
此外，第一反射器4B的第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d既可以分别是平板状的导电体，也可以是与图4相同地，通过排列多个柱状的导电体而在电学上视为壁状的构成。
通过这样的构成，多个偶极天线6分别能够提高向与第一壁部44a以及第二壁部44b垂直的方向，换句话说，－X方向以及+X方向放射的信号的指向性。另外，多个单极天线组3分别能够提高向与第三壁部44c以及第四壁部44d垂直的方向，换句话说，－Y方向以及+Y方向放射的信号的指向性。
在图12中，示出第三天线元件61、第一供电线路63以及第一连接导体65，但第三天线元件61、第一供电线路63以及第一连接导体65的说明也能够应用于第四天线元件62、第二供电线路64以及第二连接导体66的说明。
如图12所示，第一供电线路63设置于基体2的内层，在Z方向上设置于第一接地层21与第二接地层22之间。衬垫67设置于与第一接地层21的开口21b重叠的区域。第一供电线路63经由通孔导体68以及衬垫67与第一连接导体65连接。另外，第一供电线路63设置于与单极天线组3的供电线路33不同的层。第二供电线路64设置于与第一供电线路63相同的层。
第二接地层22遍及单极天线组3的下侧以及偶极天线6的下侧设置。因此，来自外部的噪声被第一接地层21以及第二接地层22屏蔽。由此，天线装置1D抑制来自外部的噪声传播到第一供电线路63以及第二供电线路64，得到良好的放射特性。另外，即使在天线装置1D嵌入于具有框体的电子设备的情况，且框体内的例如其他的基板、电池、电缆、金属制的放热部件等构造体配置于天线装置1D的下侧(例如图11的－Z侧)的情况下，也能够抑制该构造体作为偶极天线6的接地发挥作用。换句话说，能够抑制偶极天线6的放射特性由于构造体的存在而变化。是因为由于包含设置于天线装置1D的基体2的接地层设计天线装置1D的放射特性，而由构造体对放射特性的影响较小。
另外，偶极天线6通过设置有第一接地层21以及第二接地层22，而在仰角方向上也提高指向性。换句话说，在X－Z平面上观察时，偶极天线6向在与第一面2a之间具有规定的角度倾斜的方向具有指向性。由此，天线装置1D能够扩大能够通过多个单极天线组3以及多个偶极天线6放射信号的区域。
如以上所述，本实施方式的天线装置1D沿着基体2的4条边设置有多个单极天线组3以及多个偶极天线6，与多个单极天线组3以及多个偶极天线6对置地设置有第一反射器4B。由此，天线装置1D能够抑制各天线间的干扰，并且在与基体2的各端面分别正交的方向(+X方向、－X方向、+Y方向以及－Y方向)上提高由各天线放射的信号的指向性。
此外，在图12中，沿着基体2的第一端面2e1以及第二端面2e2分别设置有2个偶极天线6，沿着第三端面2e3以及第四端面2e4分别设置有2个单极天线组3，但并不局限于此。也可以沿着第一端面2e1以及第二端面2e2分别设置有3个以上的成组的偶极天线6，也可以沿着第三端面2e3以及第四端面2e4分别设置有3个以上的单极天线组3。另外，也可以是在沿着基体2的4个端面中的至少1端面的区域未设置天线的情况。即，在第一端面2e1以及第二端面2e2的至少一方设置多个偶极天线6即可，在第三端面2e3以及第四端面2e4的至少一方设置多个单极天线组3即可。
(第四实施方式的第一变形例)
图13是第四实施方式的第一变形例所涉及的天线装置的俯视图。图14是将图13的区域A局部放大表示的透射立体图。在第四实施方式的第一变形例中，对与上述第四实施方式不同，在多个偶极天线6分别设置第三反射器5B的构成进行说明。
如图13以及14所示，第三反射器5B设置于第三天线元件61以及第四天线元件62与第一反射器4B之间。第三反射器5B沿着第三天线元件61以及第四天线元件62设置。第三反射器5B的Y方向的长度是有效波长λeff的1/2左右。第三反射器5B在树脂层8的上表面8a例如通过印刷形成。
通过设置第三反射器5B，从而与第四实施方式相比，多个偶极天线6分别能够提高向与第一壁部44a以及第二壁部44b垂直的方向，换句话说，+X方向以及－X方向放射的信号的指向性。
(第四实施方式的第二变形例)
图15是用于对第四实施方式的第二变形例所涉及的第一反射器进行说明的透射立体图。在图15中，为了易于观看附图，将单极天线组3以及偶极天线6省略表示。在第四实施方式的第二变形例中，对与上述第四实施方式不同，在第一反射器4B的上部设置有表层导体45的构成进行说明。
如图15所示，表层导体45覆盖第一反射器4B的开口4Ba地设置于树脂层8的上表面8a。第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d的上端分别与表层导体45连接。另外，第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d的下端与第一接地层21连接。表层导体45具有在从Z方向观察时的俯视时，从第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d分别向+X方向、－X方向、+Y方向以及－Y方向伸出的部分。
通过这样的构成，在第四实施方式的第二变形例中，能够在与第一壁部44a、第二壁部44b、第三壁部44c以及第四壁部44d的每一个垂直的方向上，分别提高+X方向、－X方向、+Y方向以及－Y方向的指向性。
(第五实施方式)
图16是第五实施方式所涉及的天线装置的透射立体图。图17是沿着图16的XV－XV’线的剖视图。图18是沿着图16的XVI－XVI’线的剖视图。在第五实施方式中，对与上述第一实施方式至第四实施方式不同，第一天线元件31、第二天线元件32以及第一反射器4C等各部件设置于基体2的内部的构成进行说明。
如图16所示，第一天线元件31、第二天线元件32、第一反射器4C以及第二反射器5设置于基体2的第一面2a与第二面2b之间。第一天线元件31的周围由基体2的电介质层包围。如图17所示，第一天线元件31通过多个通孔导体38和多个衬垫37在Z方向上相连而整体形成为柱状。第一天线元件31的最上部的衬垫37在第一面2a露出。在本实施方式中，第一天线元件31的高度H1为在Z方向上从第一接地层21的表面到第一天线元件31的上端的长度。
此外，多个通孔导体38和多个衬垫37交替地配置，但也可以省略一部分的衬垫37而多个通孔导体38在Z方向上连结。在图16中，示出第一天线元件31，但第一天线元件31的说明也能够应用于第二天线元件32。
如图17以及图18所示，也与第一反射器4C相同地，多个通孔导体48以及多个连接导体47在Z方向上相连。沿Z方向排列的多个通孔导体48在Y方向上排列。沿Y方向排列的多个通孔导体48通过多个连接导体47连接。沿Y方向相邻的通孔导体48的中心彼此的距离D5是有效波长λeff的1/6左右。即使是这样的构成，第一反射器4C也在电学上具有与使用板状或者壁状的导电体的情况相同的效果。
如图17所示，第二反射器5也相同地，通过多个通孔导体58以及多个衬垫57在Z方向上相连而整体形成为柱状。
在本实施方式中，第一天线元件31的与基体2的第一面2a平行的方向上的长度(通孔导体38的直径以及衬垫37的直径)沿着与第一面2a垂直的方向(Z方向)周期性地不同。因此，与第一天线元件31的直径沿着Z方向恒定地形成的情况相比，在第一天线元件31流动的电流的电流路径变长。因此，天线装置1E能够使第一天线元件31的高度H1比有效波长λeff的1/4小。
本实施方式的构成也能够应用于上述的第一实施方式至第四实施方式。例如，在第四实施方式的天线装置1D中，也可以将多个单极天线组3以及多个偶极天线6设置于基体2的内部。该情况下，偶极天线6的第三天线元件61以及第四天线元件62(参照图10、图11)设置于基体2的第一面2a。偶极天线6的第一连接导体65以及第二连接导体66(参照图10、图11)通过在Z方向上相连的多个通孔导体以及多个衬垫形成。
(第六实施方式)
图19是示意性地表示第六实施方式所涉及的电子设备的构成的剖视图。在第六实施方式中，对与上述第一实施方式至第五实施方式不同，具备天线装置1的电子设备100的构成进行说明。
如图19所示，电子设备100具有天线装置1、框体101、以及销端子102。天线装置1的第一天线元件31(单极天线组3)与安装于框体101的销端子102接触。销端子102是顶针，是内置有弹簧的弹簧类型的连接器。由此，销端子102的前端和第一天线元件31以恒定的力接触。另外，与天线装置1单体的情况相比，电子设备100的第一天线元件31的长度实际变长，所以能够实现增益的提高。
(第六实施方式的第一变形例)
图20是第六实施方式的第一变形例所涉及的电子设备的剖视图。在第六实施方式的第一变形例中，对与上述第六实施方式不同，在电子设备100A的框体101的内部设置有导体103的构成进行说明。
如图20所示，导体103从框体101的下表面向框体101的厚度方向延伸突出。导体103的下端与销端子102连接。由此，与上述的第六实施方式相比，电子设备100A通过设置导体103而第一天线元件31的长度实际变长，所以能够实现增益的提高。
(第六实施方式的第二变形例)
图21是第六实施方式的第二变形例所涉及的电子设备的剖视图。在第六实施方式的第二变形例中，对与上述第六实施方式以及第一变形例不同，在电子设备100B的框体101经由焊料104连接有天线装置1的构成进行说明。
如图21所示，在电子设备100B中，代替图20所示的销端子102而设置焊料104。第一天线元件31与焊料104连接。另外，导体103的下端与焊料104连接。在第二变形例中，通过贴片装置向框体101安装天线装置1，所以能够通过焊接安装时的自对准效应提高位置精度。
(第六实施方式的第三变形例)
图22是第六实施方式的第三变形例所涉及的电子设备的剖视图。在第六实施方式的第三变形例中，对与上述第六实施方式、第一变形例以及第二变形例不同，在电子设备100C的框体101设置有偶极天线元件105、106的构成进行说明。
如图22所示，偶极天线元件105、106设置于框体101的下表面。偶极天线元件105、106分别经由销端子102与天线装置1F的第一连接导体65以及第二连接导体66电连接。由此，电子设备100C利用第一连接导体65以及第二连接导体66、销端子102、以及偶极天线元件105、106构成偶极天线6A。由此，与将偶极天线元件105、106设置于天线装置1F的构成相比，偶极天线元件105、106设置于与接地层(第二接地层22)分离的位置。因此，电子设备100C能够实现偶极天线6A的放射效率以及带域的提高。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F天线装置；2基体；2a第一面；2b第二面；2e1第一端面；2e2第二端面；2e3第三端面；2e4第四端面；3成组的单极天线；4、4A、4B、4C第一反射器；4Ba开口；5第二反射器；5B第三反射器；6偶极天线；8树脂层；8a上表面；21第一接地层；21a、21b开口；22第二接地层；26、38、48、58、68通孔导体；31第一天线元件；32第二天线元件；33供电线路；34连接布线；37、57、67衬垫；41柱状导电体；42连结部；45表层导体；47连接导体；61第三天线元件；62第四天线元件；63第一供电线路；64第二供电线路；65第一连接导体；66第二连接导体；100、100A、100B、100C电子设备。

Claims (15)

1.一种天线装置，具有：
基体，具有：第一面；第二面，与上述第一面对置；相互对置的第一端面和第二端面，它们连接上述第一面与上述第二面；以及上述第一端面与上述第二端面之间的第三端面和第四端面，它们连接上述第一面与上述第二面；
第一天线元件，向与上述基体的上述第一面垂直的方向延伸突出，作为单极天线发挥作用；
第二天线元件，与上述第一天线元件相邻地设置，向与上述基体的上述第一面垂直的方向延伸突出，作为单极天线发挥作用；
接地层，设置于上述基体；
连接布线，设置于上述基体，连接上述第一天线元件与上述第二天线元件；
供电线路，设置于上述基体，与上述连接布线连接；以及
第一反射器，沿着上述第一天线元件以及上述第二天线元件相邻的方向设置，与上述第一天线元件以及上述第二天线元件对置，
沿着上述第一端面至上述第四端面中的至少一个端面设置上述第一天线元件以及上述第二天线元件，在从与上述至少一个端面垂直的方向侧视时，上述第一天线元件以及上述第二天线元件与上述第一反射器重叠，并且在俯视时位于上述至少一个端面与上述第一反射器之间。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
与上述基体的上述第一面平行的方向上的上述第一天线元件与上述第二天线元件的距离比与上述基体的上述第一面垂直的方向上的上述第一天线元件以及上述第二天线元件各自的长度长。
3.根据权利要求1或者2所述的天线装置，其中，
具有多个第二反射器，上述多个第二反射器分别设置于上述第一天线元件与上述第一反射器之间以及上述第二天线元件与上述第一反射器之间，从上述基体的上述第一面向与上述基体的上述第一面垂直的方向延伸突出。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的天线装置，其中，
与上述基体的上述第一面平行的方向上的、上述连接布线和上述供电线路的连接位置与上述第一天线元件的距离等于上述连接布线和上述供电线路的连接位置与上述第二天线元件的距离。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的天线装置，其中，
与上述基体的上述第一面平行的方向上的、上述连接布线和上述供电线路的连接位置与上述第一天线元件的距离不同于上述连接布线和上述供电线路的连接位置与上述第二天线元件的距离。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的天线装置，其中，
排列多个包括上述第一天线元件和上述第二天线元件的单极天线组。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其中，
在相邻的2个上述单极天线组中，未通过上述连接布线连接的上述第一天线元件与上述第二天线元件的距离小于分别与2个上述单极天线组连接的2个上述供电线路之间的距离。
8.根据权利要求6或者7所述的天线装置，其中，
上述第一反射器沿着多个上述单极天线组的排列方向设置，在上述侧视时与多个上述单极天线组重叠，并位于与上述基体的端面相反的方向。
9.根据权利要求6～8中的任一项所述的天线装置，其中，
具有偶极天线，该偶极天线包括：
第三天线元件，向与上述基体的上述第一面平行的方向延伸突出；以及
第四天线元件，与上述第三天线元件相邻地设置，向与上述基体的上述第一面平行的方向延伸突出。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其中，
具有多个上述偶极天线，
多个上述偶极天线沿着上述第一端面以及上述第二端面的至少一方排列，
多个上述单极天线组沿着上述第三端面以及上述第四端面的至少一方排列。
11.根据权利要求10所述的天线装置，其中，
上述第一反射器与多个上述单极天线组以及多个上述偶极天线对置地设置。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的天线装置，其中，
上述第一天线元件、上述第二天线元件以及上述第一反射器设置于上述基体的上述第一面，
上述天线装置具有树脂层，该树脂层设置于上述第一面，覆盖上述第一天线元件、上述第二天线元件以及上述第一反射器的各自的至少侧面。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的天线装置，其中，
上述第一天线元件以及上述第二天线元件分别是柱状的导电体。
14.根据权利要求1～11中的任一项所述的天线装置，其中，
上述第一天线元件、上述第二天线元件以及上述第一反射器设置于上述第一面与上述第二面之间。
15.根据权利要求14所述的天线装置，其中，
上述第一天线元件以及上述第二天线元件的直径沿着与上述第一面垂直的方向周期性地不同。
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