CN112602234A - 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置 - Google Patents

天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置 Download PDF

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CN112602234A CN202080004702.0A CN202080004702A CN112602234A CN 112602234 A CN112602234 A CN 112602234A CN 202080004702 A CN202080004702 A CN 202080004702A CN 112602234 A CN112602234 A CN 112602234A
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Abstract

天线模块(100)具备供电元件(121)和接地电极(GND),所述供电元件(121)能够辐射以第1方向为极化方向的电波,所述接地电极(GND)与供电元件(121)相对地配置。在自法线方向俯视天线模块(100)的情况下,在将供电元件(121)的中心与接地电极(GND)的端部之间的沿着第1方向的最短距离设为第1距离,将供电元件(121)的中心与接地电极(GND)的端部之间的最短距离设为第2距离,将第2距离中接地电极(GND)的端部与供电元件(121)的端部之间的距离设为第3距离时,第1距离比第2距离长,并且第3距离比供电元件(121)的尺寸的1/2短。

Description

天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置
技术领域
本公开涉及天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置,更特定而言,涉及一种具有平板状的辐射元件的天线模块中的辐射元件的配置。
背景技术
在国际公开第2016/063759号(专利文献1)中公开了一种天线模块,该天线模块在矩形的电介质基板的一面配置有平板状的贴片天线(辐射元件),在另一面配置有高频半导体元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/063759号
发明内容
发明要解决的问题
国际公开第2016/063759号(专利文献1)公开的天线模块有时用作例如智能手机等便携终端的天线。针对这样的使用了贴片天线的天线模块而言,利用辐射元件和与该辐射元件相对地配置的接地电极之间的电磁场耦合,自辐射元件辐射电波。
针对理想的贴片天线而言,前提是,接地电极相对于辐射元件具有无限大的大小。但是,实际上由于基板尺寸的制约,无法充分地增大接地电极,因此通常来说,相比理想的情况,天线特性可能变差。
针对便携终端而言,要求进一步的小型化以及薄型化,便携终端所使用的天线模块也需要进一步的小型化。当电介质基板的尺寸因天线模块的小型化而受到限制时,基板所包含的接地电极的面积也会受到限制。因此,担心无法充分地确保辐射元件与接地电极之间的电磁场耦合,天线特性变差。
本公开是为了解决这样的课题而做成的,其目的在于针对使用了贴片天线的天线模块而言,在接地电极的面积受到限制的情况下,抑制天线特性的下降。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案的天线模块具备:第1辐射元件,其能够辐射以第1方向为极化方向的电波;以及第1接地电极,其与第1辐射元件相对地配置。在自法线方向俯视第1辐射元件的情况下,在将第1辐射元件的中心与第1接地电极的端部之间的沿着第1方向的最短距离设为第1距离,将第1辐射元件的中心与第1接地电极的端部之间的最短距离设为第2距离,将第2距离中第1接地电极的端部与第1辐射元件的端部之间的距离设为第3距离时,第1距离比第2距离长,并且第3距离比第1辐射元件的尺寸的1/2短。
发明的效果
对于本公开的天线模块,在俯视天线模块时,在将辐射元件的中心与接地电极的端部之间的沿着第1方向的最短距离设为第1距离,将辐射元件的中心与接地电极的端部之间的最短距离设为第2距离,将第2距离中接地电极的端部与辐射元件的端部之间的距离设为第3距离时,以第1距离比第2距离长且第3距离比辐射元件的尺寸的1/2短的方式相对于接地电极配置辐射元件。由此,在极化方向以及与极化方向正交的方向上,都能够在一定程度上确保在俯视天线模块时的辐射元件与接地电极的端部的距离。因而,对于使用了贴片天线的天线模块,在接地电极的面积受到了限制的情况下,能够抑制天线特性的下降。
附图说明
图1是应用实施方式1的天线模块的通信装置的框图。
图2是表示实施方式1的天线模块的图。
图3是用于概略性地说明在实施方式1中天线特性得到改善的机理的图。
图4是用于说明实施方式1以及比较例的频带宽度的图。
图5是表示实施方式1以及比较例的反射损耗的图。
图6是用于说明接地电极的形状和辐射元件的配置对方向性的影响的图。
图7是表示变形例1的天线模块的图。
图8是表示变形例2的天线模块的图。
图9是表示变形例3的天线模块的图。
图10是用于说明实施方式2的天线模块和比较例的频带宽度的图。
图11是实施方式3的天线模块的俯视透视图。
图12是实施方式4的天线模块的立体图。
图13是图12的天线模块的剖视透视图。
图14是变形例4的天线模块的立体图。
图15是变形例5的天线模块的立体图。
图16是变形例6的天线模块的立体图。
图17是实施方式5的天线模块的俯视透视图。
图18是变形例7的天线模块的俯视透视图。
图19是表示实施方式6的天线模块的图。
图20是表示变形例8的天线模块的图。
图21是表示变形例9的天线模块的图。
图22是表示变形例9的比较例的天线模块的图。
图23是变形例10的天线模块的俯视透视图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本公开的实施方式。另外,对图中相同或等同的部分标注相同的附图标记,不重复其说明。
[实施方式1]
(通信装置的基本结构)
图1是应用本实施方式1的天线模块100的通信装置10的框图的一个例子。通信装置10例如是手机、智能手机或平板电脑等便携终端、具备通信功能的个人计算机等。用于本实施方式的天线模块100的电波的频段的一个例子是例如将28GHz、39GHz以及60GHz等设为中心频率的毫米波段的电波,但也能应用上述以外的频段的电波。
参照图1,通信装置10包括天线模块100和构成基带信号处理电路的BBIC 200。天线模块100包括天线装置120和作为供电电路的一个例子的RFIC 110。通信装置10将自BBIC200向天线模块100传递来的信号上变频为高频信号而自天线装置120辐射,并且将利用天线装置120接收的高频信号下变频而在BBIC 200处理信号。
在图1中,为了容易说明,仅示出与构成天线装置120的多个供电元件121(辐射元件)中的4个供电元件121对应的结构,省略与具有同样的结构的其他供电元件121对应的结构。另外,在图1中,表示由配置成二维的阵列状的多个供电元件121形成天线装置120的例子,但供电元件121不必一定是多个,也可以是由1个供电元件121形成天线装置120的情况。另外,也可以是多个供电元件121配置成一列的一维阵列。在本实施方式中,供电元件121是具有大致正方形的平板状的贴片天线。
RFIC 110包括开关111A~111D、113A~113D、117、功率放大器112AT~112DT、低噪声放大器112AR~112DR、衰减器114A~114D、移相器115A~115D、信号合成/分波器116、混频器118和放大电路119。
在发送高频信号的情况下,开关111A~111D、113A~113D向功率放大器112AT~112DT侧切换,并且开关117连接于放大电路119的发送侧放大器。在接收高频信号的情况下,开关111A~111D、113A~113D向低噪声放大器112AR~112DR侧切换,并且开关117连接于放大电路119的接收侧放大器。
自BBIC 200传递来的信号被放大电路119放大并利用混频器118上变频。上变频而得到的高频信号即发送信号被信号合成/分波器116分波成4个信号,经过4个信号路径而向互不相同的供电元件121供给。此时,通过单独地调整在各信号路径配置的移相器115A~115D的移相度,能够调整天线装置120的方向性。
利用各供电元件121接收的高频信号即接收信号分别经由不同的4个信号路径,在信号合成/分波器116合波。合波而得到的接收信号利用混频器118下变频,被放大电路119放大而向BBIC 200传递。
RFIC 110例如形成为包括上述电路结构的单芯片的集成电路部件。或者,也可以是,关于RFIC 110的与各供电元件121对应的设备(开关、功率放大器、低噪声放大器、衰减器、移相器),针对每个对应的供电元件121都形成为单芯片的集成电路部件。
(天线模块的结构)
接下来,使用图2说明实施方式1中的天线模块100的结构的详细情况。在图2中,上部(图2的(a))是天线模块100的俯视透视图,下部(图2的(b))是天线模块的剖视透视图。
在图2中,为了容易说明,以天线模块100具有1个供电元件121来作为辐射元件的情况为例进行说明,但如后述那样,供电元件也可以为两个以上,还可以将供电元件二维排列。天线模块100除了供电元件121以及RFIC 110之外还包括电介质基板130、供电布线170和接地电极GND。另外,在以下的说明中,将电介质基板130的法线方向(电波的辐射方向)设为Z轴方向,利用X轴以及Y轴规定与Z轴方向垂直的面。另外,有时将各图中的Z轴的正方向称为上方侧,将负方向称为下方侧。
电介质基板130例如是低温共烧陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-firedCeramics)多层基板、将由环氧或聚酰亚胺等的树脂构成的树脂层层叠多层而形成的多层树脂基板、将由具有更低的介电常数的液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer:LCP)构成的树脂层层叠多层而形成的多层树脂基板、将由氟树脂构成的树脂层层叠多层而形成的多层树脂基板、或LTCC以外的陶瓷多层基板。另外,电介质基板130也可以不一定是多层构造,也可以是单层的基板。另外,在图2的(a)以及之后说明的俯视透视图中,省略了电介质基板130以及供电布线。
电介质基板130具有大致矩形形状,在其上表面131(Z轴的正方向的面)或内部的层配置有供电元件121。供电元件121是具有大致正方形的平面形状的贴片天线。供电元件121的各边相对于电介质基板130的长边以及短边(即,图中的X轴以及Y轴)倾斜预定的角度地配置。在图2的例子中,预定的角度为大致45°。
在电介质基板130的比供电元件121靠下表面132(Z轴的负方向的面)侧的层,与供电元件121相对地配置有平板形状的接地电极GND。在电介质基板130的下表面132借助焊料凸块140安装有RFIC 110。另外,也可以代替钎焊连接,而使用多极连接器将RFIC 110连接于电介质基板130。
自RFIC 110经由供电布线170向供电元件121的供电点SP1供给高频信号。在图2的例子中,供电点SP1配置在沿虚线CL1的方向(第1方向)偏置的位置,该虚线CL1穿过供电元件121的中心(对角线的交点)CP并与供电元件121的边平行。通过将供电点SP1配置于这样的位置,辐射以上述的第1方向为极化方向的电波。
供电布线170由形成在电介质基板130的层间的布线图案以及贯通层的导通孔(日文:ビア)形成。另外,对于天线模块100,构成辐射元件、布线图案、电极以及导通孔等的导体由将铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)以及这些物质的合金作为主要成分的金属形成。
供电元件121配置为供电元件121的各边相对于矩形形状的接地电极GND的各边倾斜。即,供电元件121配置为,连结接地电极GND的端部的在俯视天线模块100时距供电元件121的中心CP的距离成为最短的位置P1与供电元件121的中心CP的方向相对于极化方向(第1方向)所成的角度θ成为0°<θ<90°。
另外,若以接地电极GND与供电元件121之间的距离进行描述,则在俯视天线模块100的情况下,在将供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的沿着第1方向的最短距离设为距离L1(第1距离),将供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为距离L2(第2距离)时,距离L1比距离L2长(L1>L2)。另外,在将距离L2中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的最短距离设为距离L3(第3距离)时,距离L3比供电元件121的尺寸(边的长度)的1/2短。
对于本实施方式1的天线模块100,通过相对于接地电极GND倾斜地配置供电元件121,从而抑制天线特性变差。以下,使用图3对利用这样的供电元件121的配置能够抑制天线特性变差的机理进行说明。
在图3中,上部(图3的(a))表示比较例的天线模块100#,下部(图3的(b))表示实施方式1的天线模块100。图3的(a)以及图3的(b)的右侧的图表示在沿着极化方向的截面处的、接地电极GND与供电元件121之间的电力线。
对于比较例的天线模块100#,以各边与X轴以及Y轴平行的方式配置供电元件121#。在比较例中,供电点SP1配置在自供电元件121#的中心沿Y轴的正方向偏置的位置,自供电元件121#辐射以Y轴方向为极化方向的电波。
对于供电元件121#,电压的振幅在Y轴方向上的端部成为最大,由此,供电元件121#与接地电极GND之间的电场强度也在该端部成为最大。但是,在俯视天线模块100#的情况下,极化方向(Y轴方向)上的供电元件121#的端部与接地电极GND的端部的距离LY较短,因此在供电元件121#与接地电极GND之间产生的电力线的量受到限制,无法充分地确保供电元件121#与接地电极GND之间的耦合。由此,无法充分地确保供电元件121#相对于接地电极GND的静电电容,频带宽度会变窄。
另一方面,对于图3的(b)的实施方式1的天线模块100,通过相对于接地电极GND倾斜地配置供电元件121,从而极化方向(线CL1的方向:第1方向)上的供电元件121的端部与接地电极GND的端部的距离LYA比比较例的情况下的距离LY长,相比比较例的情况,供电元件121与接地电极之间的由电场进行的耦合变强。由此,供电元件121相对于接地电极GND的静电电容与比较例的情况相比增大,因此与比较例的情况相比能够扩大频带宽度。
另外,已知与极化方向正交的方向上的供电元件的端部与接地电极GND的端部之间的距离影响所辐射的电波的峰值增益(方向性),供电元件的端部与接地电极GND的端部之间的距离越长,峰值增益越大。这是因为,供电元件121与接地电极之间的由沿与极化方向正交的方向产生的磁场进行的耦合是变化的。
与极化方向正交的方向上的供电元件的端部与接地电极GND的端部之间的距离在比较例的情况下是最大(距离LX)的,随着相对于比较例的状态的倾斜θ变大而逐渐变小。如上述那样,关于极化方向上的供电元件的端部与接地电极GND的端部之间的距离,在θ=0°时成为最小,在θ=90°时成为最大,相对于此,与极化方向正交的方向上的供电元件与接地电极GND之间的距离在θ=0°时成为最大,在θ=90°时成为最小。即,对于供电元件相对于接地电极GND的倾斜而言,频带宽度与峰值增益成为此消彼长的关系。因此,在实施方式1中,考虑期望的频带宽度以及峰值增益,将供电元件相对于接地电极GND的倾斜θ设定为成为0°<θ<90°的范围。另外,在图2以及图3的例子中设定为θ=45°,以使频带宽度以及峰值增益这两者都成为中等程度。在该情况下,供电元件121与接地电极GND之间的极化方向上的距离LYA成为和在与极化方向正交的方向上的距离LXA大致相同的长度。
这样,在实施方式1中,在电介质基板130以及接地电极GND的形状(面积)受到限制的情况下,对于供电元件121与接地电极GND之间的最短距离比预定距离短的情况,通过如上述那样相对于接地电极GND倾斜地配置供电元件121,从而抑制频带宽度以及峰值增益都极端地减小。由此,能够抑制接地电极的面积受到了限制的情况下的天线特性的下降。
特别是,在将自供电元件121辐射的电波的波长设为λ的情况下,对于图2中示出的距离L3比λ/4短的情况,供电元件121与接地电极GND之间的电力线的量增多,因此天线特性的下降抑制效果增大。
此外,在将反映了电介质基板的有效介电常数的电波的波长设为λ’的情况下,对于距离L3比λ’/4短的情况,供电元件121与接地电极GND之间的电力线的量进一步增多,因此天线特性的下降抑制效果变得更大。
另外,在距离L3比供电元件121与接地电极GND之间的层叠方向上的距离(Z方向上的厚度)d1的两倍短的情况下,供电元件121与接地电极GND之间的电力线的量进一步增多,因此天线特性的下降抑制效果进一步增大。
接下来,使用图4~图6说明实施方式1的天线模块100的天线特性与比较例的天线模块的天线特性的比较。
图4以及图5是用于说明关于实施方式1以及比较例中的频带宽度进行了模拟而得到的结果的图。在图4中,作为参考,也示出了在接地电极GND的面积充分大的大致正方形的电介质基板配置有供电元件的情况下的频带宽度。这里,示出了供电元件的反射损耗成为10dB以下的频带宽度。另外,图5是表示实施方式1以及比较例中的反射损耗的图表,图5的右图放大表示了左图的图表的区域RG2。在图5中,实线LN10表示实施方式1的情况下的反射损耗,虚线LN11表示比较例的情况下的反射损耗。
参照图4以及图5,对于在大致正方形的电介质基板配置有以Y轴方向为极化方向的供电元件的参考例,频带宽度为1.98GHz。在自该状态如比较例那样缩短接地电极的Y轴方向(极化方向)上的尺寸时,频带宽度下降到1.36GHz。
对于使供电元件相对于与比较例相同的形状的接地电极倾斜的实施方式1,反射损耗降低,频带宽度改善为1.51GHz。
图6是用于说明由电介质基板(接地电极)的形状以及供电元件的配置产生的对方向性的影响的图。在图6中,左列表示正方形基板的情况,右列表示长方形基板的情况。另外,在图6的上部表示使电介质基板的边与供电元件的边平行的比较例的情况,在下部表示使供电元件相对于电介质基板倾斜的实施方式1的情况。另外,如上述那样,由于与极化方向正交的方向上的供电元件与接地电极的端部的距离影响方向性,因此在上部右列的比较例中,使电介质基板的与极化方向正交的方向上的尺寸较短。
参照图6,在正方形基板的情况(左列)下,即使供电元件的角度不同,方向性也都成为6.5dBi这一同等的值。考虑这是因为,接地电极的端部与供电元件的距离足够大,且与极化方向正交的方向上的距离相对于极化方向上的距离的比率都相同。
另一方面,在缩短了接地电极的一条边而成的长方形基板的情况(右列)下,在比较例中,方向性成为5.8dBi,在实施方式1中,方向性成为6.3dBi,实施方式1得到了改善。在比较例的情况下,极化方向上的接地电极的端部与供电元件的距离比下部的实施方式1的情况下的该距离长,但与极化方向正交的方向上的接地电极的端部与供电元件的距离比实施方式1的情况下的该距离短。即,在比较例中,与极化方向正交的方向上的距离相对于极化方向上的距离的比率与实施方式1的情况相比变小了。
这样,通过如实施方式1那样相对于接地电极倾斜地配置供电元件,使与极化方向正交的方向上的距离相对于极化方向上的距离的比率平衡,能够改善方向性。
如以上那样,对于使用了平板形状的供电元件的天线模块,在接地电极的面积受到限制的情况下,以连结接地电极的端部的距供电元件的中心的距离成为最短的位置与供电元件的中心的方向相对于所辐射的电波的极化方向所成的角度大于0°且小于90°的方式相对于接地电极配置供电元件,从而能够抑制天线特性(频带宽度、方向性)的下降。
(变形例)
使用图7~图9说明实施方式1的变形例。
(a)变形例1
在变形例1中,说明供电元件121不配置于接地电极GND的中心而是配置于端部侧的情况下的天线模块100A。对于这样的天线模块100A,极化方向上的、供电元件121与接地电极GND之间的两个距离不同。在该情况下,天线特性因较短的那个距离而受到限制。
对于天线模块100A,也以连结图7中的供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部的位置P1的方向相对于极化方向(线CL1的方向)所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置有供电元件121。由此,能够与实施方式1同样地抑制天线特性(频带宽度、方向性)的下降。
另外,在变形例1中,在将俯视天线模块100A时的、极化方向上的供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为L1A(第1距离),将供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为L2A(第2距离)时,也是L1A>L2A。另外,在将距离L2A中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为L3A(第3距离)时,距离L3A比供电元件121的边的长度的1/2短。
(b)变形例2
天线元件的形状不限于上述那样的大致正方形。对于变形例2的天线模块100B,使用圆形的供电元件121A来作为辐射元件。在这样的供电元件121A的情况下,对于接地电极GND的面积受到限制的情况,通过如上述的例子那样倾斜供电元件121A的极化方向(0°<θ<90°),也能够抑制天线特性(频带宽度、方向性)的下降。
在该情况下,在将俯视天线模块100B时的、极化方向上的供电元件121A的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为L1B(第1距离),将供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为L2B(第2距离)时,也是L1B>L2B。另外,在将距离L2B中供电元件121A的端部与接地电极GND的端部的距离设为L3B(第3距离)时,距离L3B比供电元件121A的边的长度的1/2短。
(c)变形例3
在变形例3中,说明在供电元件121的周围配置有寄生元件125来作为辐射元件的情况下的天线模块100C。对于天线模块100C,与大致正方形的供电元件121的各边相对地配置有条状的寄生元件125。在该情况下,关于包含供电元件121以及寄生元件125的整体的区域(虚线的区域RG1),以连结接地电极GND的端部的距供电元件121的中心的距离成为最短的位置与供电元件121的中心的方向相对于极化方向所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置供电元件121以及寄生元件125。通过设为这样的结构,能够抑制天线特性(频带宽度、方向性)的下降。
另外,在该情况下,在将俯视天线模块100C时的、极化方向上的供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为L1C(第1距离),将供电元件121的中心CP与接地电极GND的端部之间的最短距离设为L2C(第2距离)时,也是L1C>L2C。另外,在将距离L2C中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为L3C(第3距离)时,距离L3C比区域RG1的外缘的一边的长度的1/2短。
[实施方式2]
在实施方式2中,说明将本公开的特征应用于能够辐射极化方向不同的两种极化波的所谓双极化型的天线模块的结构。
图10是用于说明实施方式2的天线模块100D和比较例的天线模块100#1的频带宽度的图。参照图10,天线模块100D以及天线模块100#1都是不仅对供电元件121的供电点SP1供给高频信号,而且也对供电元件121的供电点SP2供给高频信号。
由向供电点SP1供给的高频信号辐射的电波的极化方向与由向供电点SP2供给的高频信号辐射的电波的极化方向正交。更具体而言,对于比较例的天线模块100#1,供电点SP1配置于自供电元件121的中心沿Y轴的正方向偏置的位置。由此,在向供电点SP1供给高频信号时,自供电元件121辐射以Y轴方向为极化方向的电波。另一方面,供电点SP2配置于自供电元件121的中心沿X轴的正方向偏置的位置。由此,在向供电点SP2供给高频信号时,自供电元件121辐射以X轴方向为极化方向的电波。
实施方式2的天线模块100D具有使比较例的天线模块100#1的供电元件121相对于接地电极GND倾斜45°地配置而成的结构。自天线模块100D辐射以连结供电元件121的中心与供电点SP1的方向(第1方向)为极化方向的电波,以及以连结供电元件121的中心与供电点SP2的方向(第2方向)为极化方向的电波。
在自供电元件121的法线方向俯视天线模块100D的情况下,在将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的沿着第1方向的极化方向的最短距离设为第1距离,将供电元件121A的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第2距离,将第2距离中接地电极GND的端部与供电元件121的端部之间的距离设为第3距离时,第1距离比第2距离长,并且第3距离比供电元件121的尺寸的1/2短。
此外,在将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的沿着第2方向的极化方向的最短距离设为第4距离时,第4距离比第2距离长。
在比较例中,相对于X轴方向的极化波,供电元件121与接地电极GND的端部的距离较长,因此反射损耗变得小于10dB的频带宽度成为2.34GHz。另一方面,相对于Y轴方向的极化波,供电元件121与接地电极GND的端部的距离较短,因此频带宽度成为1.40GHz。
相对于此,对于实施方式2的天线模块100D,两种极化波的频带宽度都成为1.75GHz。虽然频段比比较例的X轴方向的极化波的情况下的频段稍窄,但两种极化波的频段之差较小,各极化波的特性被平均化。
这样,关于双极化型的天线模块,在接地电极的面积受到限制的情况下,通过相对于接地电极倾斜地配置供电元件,也能够抑制一极化波的特性极端地下降。
[实施方式3]
在实施方式3中,说明将本公开的特征应用于配置有多个供电元件的阵列天线的结构。
图11是实施方式3的天线模块100E的俯视透视图。天线模块100E具有以与长方形的接地电极GND相对的方式沿X轴方向呈一列地配置有大致正方形的4个供电元件121的结构。并且,各供电元件121配置为使自各供电元件121辐射的电波的极化方向相对于接地电极GND的各边倾斜。
即,关于各供电元件121,以连结接地电极GND的端部的距供电元件121的中心的距离成为最短的位置与供电元件121的中心的方向相对于自供电元件121辐射的电波的极化方向所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式,相对于接地电极GND配置供电元件121。
此时,在将俯视天线模块100E时的、极化方向上的供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第1距离,将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第2距离时,第1距离比第2距离长。另外,在将第2距离中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为第3距离时,第3距离比供电元件121的尺寸的1/2短。
在自各供电元件121辐射的电波的极化方向为Y轴方向的情况下,各供电元件121的Y轴方向上的接地电极GND的区域受到限制。另外,在极化方向为X轴方向的情况下,中央的两个供电元件121能够充分地确保接地电极GND的区域,但配置在端部的供电元件121的接地电极GND的区域受到限制。
另一方面,对于图11所示的天线模块100E,通过相对于接地电极GND倾斜地配置供电元件121,在极化方向以及与极化方向正交的方向上都能确保接地电极GND的区域。由此,对于端部的供电元件121,也能够抑制天线特性的下降,从而也能够抑制阵列天线整体的特性的下降。
这里,相邻的供电元件121彼此的间隔D1优选设定为比所辐射的电波的波长的1/2宽。通常,在阵列天线的情况下,相邻的辐射元件的间隔设定为自该辐射元件辐射的电波的波长的1/2。但是,通过如图11的天线模块100E那样使相邻的元件间隔比通常的情况宽,能够提高相邻的元件间的隔离度。由此,对于天线模块,在同时驱动多个辐射元件时,能够减少各辐射元件的供电布线间的信号的蔓延,因此能够抑制在驱动辐射元件时的阻抗(所谓的有源阻抗)的变差。因而,能够使天线增益宽频带化。
另外,在天线模块的设计中,在不改变电介质基板的尺寸而是扩大供电元件的间隔D1的情况下,图11中的X轴方向上的电介质基板的端部与两端的供电元件的距离(图11中的G1)可以设为所辐射的电波的波长的1/4以下。
另外,在图11中,说明了将供电元件一维排列而成的阵列天线的例子,但也能将本公开的特征应用于将供电元件二维排列而成的阵列天线。
另外,在实施方式3中,阵列天线的两端的供电元件对应于本公开的“第1辐射元件”,与两端的供电元件相邻的供电元件对应于本公开的“第2辐射元件”。
[实施方式4]
在实施方式4中,说明具有两个不同的辐射面的天线模块的情况。
图12是实施方式4的天线模块100F的立体图,图13是天线模块100F的包含弯曲部的ZX平面的剖视透视图。
参照图12以及图13,对于天线模块100F的天线装置120A,电介质基板130B的截面形状成为大致L字形,包括:以图12以及图13的Z轴方向为法线方向的平板状的基板133A(第2基板)、以图12以及图13的X轴方向为法线方向的平板状的基板133B(第1基板)、以及连接该两个基板133A、133B的弯曲部135。
对于天线模块100F,在两个基板133A、133B均沿Y轴方向呈一列地配置有4个供电元件121。在以下的说明中,为了容易理解,说明供电元件121配置为暴露于基板133A、133B的表面的例子,但也可以如实施方式1的图2那样将供电元件121配置在基板133A、133B的电介质基板的内部。
基板133A具有大致矩形形状,在其表面呈一列地配置有4个供电元件121。另外,在基板133A的下表面侧(Z轴的负方向的面)连接有RFIC 110。RFIC110借助焊料凸块180安装于安装基板20的表面21。另外,RFIC 110也可以使用多极连接器来代替钎焊连接而安装于安装基板20。
基板133B连接于自基板133A弯曲而成的弯曲部135,其内侧的面(X轴的负方向的面)配置为面对安装基板20的侧面22。基板133B成为在大致矩形形状的电介质基板形成有多个缺口部136的结构,在该缺口部136连接有弯曲部135。换言之,在基板133B的没有形成缺口部136的部分形成有自弯曲部135与基板133B连接的交界部134沿该基板133B向朝向基板133A的方向(即,Z轴的正方向)突出的突出部134A、134B。该突出部134A、134B的突出端的位置位于比基板133A的下表面侧(面对安装基板20的一侧)的面靠Z轴的正方向的位置。
对于基板133A、133B以及弯曲部135,在面对安装基板20的表面或内层配置有接地电极GND。来自RFIC 110的高频信号经由供电布线170向基板133A的供电元件121传递。另外,来自RFIC 110的高频信号经由供电布线171向基板133B的供电元件121传递。供电布线171自RFIC 110经过基板133A、133B的电介质的内部以及弯曲部135的电介质的内部(或表面)与配置于基板133B的供电元件121连接。
在位于基板133B的端部的突出部134A各配置1个供电元件121。另外,在中央部的突出部134B配置两个供电元件121。由于在基板133B形成有缺口部136,因此对于配置于基板133B的供电元件121,与各供电元件121耦合的接地电极GND的区域被大幅地限制。在图12的例子中,特别是基板133B的Z轴方向上的尺寸以及供电元件121与缺口部136之间的尺寸可能受到限制。
因此,在天线模块100F,关于配置于基板133B的供电元件121,自各供电元件121辐射的电波的极化方向配置为相对于基板133B的接地电极GND的各边倾斜。即,对于各供电元件121,以连结接地电极GND的端部的距供电元件121的中心的距离成为最短的位置与供电元件121的中心的方向相对于极化方向所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置供电元件121。
此时,在自法线方向俯视基板133B的情况下,在将各供电元件121的、极化方向上的供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第1距离,将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第2距离时,第1距离比第2距离长。另外,在将第2距离中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为第3距离时,第3距离比供电元件121的边的长度的1/2短。
通过设为这样的结构,即使对于在电介质基板(接地电极)的一部分形成有缺口部而使接地电极的面积受到限制那样的情况,也能够抑制天线特性的下降。
另外,在图12的天线模块100F,关于配置于基板133A的供电元件121,配置为极化方向与接地电极GND的X轴方向的边平行,但在基板133A的X轴方向或Y轴方向上的尺寸受到限制的那样的情况下,也可以与实施方式3的图11同样地倾斜配置供电元件121。
(变形例4)
在变形例4中,说明对于实施方式4的L字形的天线模块,在两个基板都形成有缺口部的情况的例子。
图14是变形例4的天线模块100G的立体图。对于天线模块100G的天线装置120B,电介质基板130C具有两个基板133A、133B,在基板133A、133B分别形成有突出部134C、134D。对于天线装置120B,在与突出部134C对应的位置形成有突出部134D,在基板133A的缺口部137与基板133B的缺口部136之间形成有弯曲部135。并且,供电元件121在各基板配置于至少供电元件121的一部分与突出部重叠的位置。
在这样的结构中,各供电元件121分别配置于对应的突出部,因此与供电元件121耦合的接地电极GND的面积被大幅地限制。因此,对于天线模块100G,配置于基板133A的供电元件121以及配置于基板133B的供电元件121这两者都配置为自各供电元件121辐射的电波的极化方向相对于基板的接地电极GND的各边倾斜。
即,关于配置于基板133A的各供电元件121,也与基板133B处的供电元件121同样,以连结接地电极GND的端部的距供电元件121的中心的距离成为最短的位置与供电元件121的中心的方向相对于极化方向(第2方向)所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置供电元件121。
此时,在自法线方向俯视基板133A的情况下,在将各供电元件121的、极化方向上的供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第5距离,将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第6距离时,第5距离比第6距离长。另外,在将第5距离中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为第7距离时,第7距离比供电元件121的边的长度的1/2短。
由此,能够扩大在极化方向以及与该极化方向正交的方向上的接地电极GND的区域,因此能够抑制天线特性的下降。
(变形例5)
在变形例5中,说明能够向不同的两个方向辐射电波的结构的另一个例子。
图15是变形例5的天线模块100H的立体图。参照图15,对于天线模块100H的天线装置120C,以Z轴方向为法线方向的基板133A设为大致正方形的平板状,在形成于沿着X轴的边侧的基板133B之外,还在沿着Y轴的边侧形成有基板133C。基板133C具有与基板133B同样的形状,形成有多个突出部134C。基板133C利用弯曲部135C连接于基板133A。并且,在基板133C,供电元件121配置为其至少一部分与突出部134C重叠。利用天线装置120C能够向X轴方向以及Y轴方向辐射电波。
在这样的结构中,关于配置于基板133C的供电元件121,也与配置于基板133B的供电元件121同样,与各供电元件121耦合的接地电极GND的面积被缺口部136大幅地限制。因此,对于天线模块100H,配置为自各供电元件121辐射的电波的极化方向相对于基板133C的接地电极GND的各边倾斜。
即,关于配置于基板133C的各供电元件121,以连结接地电极GND的端部的距供电元件121的中心的距离成为最短的位置与供电元件121的中心的方向相对于极化方向(第2方向)所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置供电元件121。
此时,在自法线方向俯视基板133C的情况下,在将各供电元件121的、极化方向上的供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第5距离,将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第6距离时,第5距离比第6距离长。另外,在将第5距离中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为第7距离时,第7距离比供电元件121的边的长度的1/2短。
由此,能够扩大在极化方向以及与该极化方向正交的方向上的接地电极GND的区域,因此能够抑制天线特性的下降。
另外,在图15中,表示了在以X轴以及Y轴为法线方向的基板133B以及基板133C配置有供电元件的例子,但也可以是在此之外还在以Z轴方向为法线方向的基板133A也配置有供电元件而向3个方向辐射电波的结构。
(变形例6)
在变形例6中,说明对于实施方式4的L字形的天线模块,在两个基板都没有形成缺口部的情况的例子。
图16是变形例6的天线模块100Y的立体图。对于天线模块100Y的天线装置120Y,电介质基板130Y具有两个基板133A、133B,在基板133A、133B没有形成缺口部。并且,利用弯曲部135连接基板133A与基板133B。在基板133A、133B均沿Y轴方向配置有4个供电元件121。
在这样的结构中,在基板133A的沿着Y轴方向的边与基板133A上的供电元件121的距离较短且以X轴方向为极化方向的情况下,以及/或者,在基板133B的沿着Y轴方向的边与基板133B上的供电元件121的距离较短且以Z轴方向为极化方向的情况下,有时接地电极GND的在与各供电元件121耦合的极化方向上的面积受到限制。因此,对于天线模块100Y,配置于基板133A的供电元件121以及配置于基板133B的供电元件121这两者都配置为使自各供电元件121辐射的电波的极化方向相对于各基板的沿着Y轴的边倾斜。
即,对于配置于基板133A的各供电元件121以及基板133B处的供电元件121,都以连结接地电极GND的端部的距供电元件121的中心的距离成为最短的位置与供电元件121的中心的方向相对于极化方向所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置供电元件121。
通过这样设置,在自法线方向俯视各基板的情况下,在将极化方向上的、供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第5距离,将供电元件121的中心与接地电极GND的端部之间的最短距离设为第6距离时,第5距离比第6距离长。另外,在将第5距离中供电元件121的端部与接地电极GND的端部之间的距离设为第7距离时,第7距离比供电元件121的边的长度的1/2短。
由此,能够扩大在极化方向以及与该极化方向正交的方向上的接地电极GND的区域,因此能够抑制天线特性的下降。
另外,在实施方式4及其变形例中,形成于基板133B的供电元件对应于本公开的“第1辐射元件”,形成于基板133A或基板133C的供电元件对应于本公开的“第4辐射元件”。
[实施方式5]
在实施方式5中,说明对于在实施方式3中进行了说明的阵列天线还能够辐射不同的频率的高频信号的结构。
图17是实施方式5的天线模块100I的俯视透视图。对于天线模块100I,在相邻的两个供电元件121之间配置有供电元件122,该供电元件122能够辐射与自供电元件121辐射的电波的频率不同的频率的电波。即,天线模块100I是双频段型的天线模块。供电元件122与供电元件121同样是具有大致正方形的平板状的贴片天线。
在图17的例子中,自供电元件122辐射的电波的频率(例如39GHz)比自供电元件121辐射的电波的频率(例如28GHz)高。因此,供电元件122的尺寸比供电元件121的尺寸小。
如图17那样,对于在共用的电介质基板交替地配置有能够辐射不同的频率的电波的供电元件的结构,尺寸较大的低频侧的供电元件121相对于接地电极GND的面积受到限制。因而,对于天线模块100I,通过相对于接地电极倾斜地配置供电元件121,能够抑制供电元件121的天线特性下降。
另外,关于尺寸较小的高频侧的供电元件122,也可以与供电元件121同样地倾斜配置。
(变形例7)
在实施方式5中,说明了辐射不同的频率的电波的其他辐射元件是平板状的贴片天线的情况。在变形例7中,说明该其他的辐射元件是贴片天线以外的类型的辐射元件的情况。
图18是变形例7的天线模块100J的俯视透视图。对于天线模块100J,在相邻的两个供电元件121之间配置有偶极天线123。在这样的结构中,在作为贴片天线的供电元件121相对于接地电极GND的面积受到限制的情况下,相对于接地电极倾斜地配置供电元件121。通过设为这样的结构,能够抑制供电元件121的天线特性下降。
另外,配置在两个供电元件121之间的辐射元件也可以是贴片天线以及偶极天线以外的辐射元件。
在实施方式5中,“供电元件122”以及“偶极天线123”对应于本公开的“第3辐射元件”。
[实施方式6]
在实施方式6中,说明多个辐射元件沿电介质基板的层叠方向相对地配置的叠层型的贴片天线的情况。
图19是表示实施方式6的天线模块100K的图。在图19中,上部(图19的(a))是天线模块100K的俯视透视图,下部(图19的(b))是天线模块100K的剖视透视图。
参照图19,天线模块100K在利用图2进行了说明的实施方式1的结构之外,作为辐射元件还包括配置于与供电元件121不同的层的无源元件124。供电元件121配置于电介质基板130的内部,无源元件124在比供电元件121靠电介质基板130的上表面131侧的位置与供电元件121相对地配置。另外,无源元件124既可以配置为暴露于电介质基板130的上表面131,也可以配置于电介质基板130的内部。
无源元件124的尺寸与供电元件121的尺寸大致相同。另外,在自法线方向俯视天线模块100K的情况下,无源元件124配置为与供电元件121重叠。通过配置这样的无源元件124,能够扩大天线模块100K的频带宽度。
对于天线模块100K,在接地电极GND的面积受到限制的情况下,与实施方式1的情况同样,也相对于接地电极GND倾斜地配置供电元件121。此时,无源元件124也与供电元件121同样地相对于接地电极GND倾斜地配置。
通过设为这样的结构,对于叠层型的天线模块也能够抑制天线特性的下降。
(变形例8)
在变形例8中,说明双频段型的叠层型的天线模块。
图20是表示变形例8的天线模块100L的图。在图20中,上部(图20的(a))是天线模块100L的俯视透视图,下部(图20的(b))是天线模块100L的剖视透视图。
参照图20,天线模块100L在利用图2进行了说明的实施方式1的结构之外,作为辐射元件还包括配置于与供电元件121不同的层的无源元件124A。无源元件124A在供电元件121与接地电极GND之间的层与供电元件121相对地配置。
在自法线方向俯视天线模块100L的情况下,供电元件121的整体配置为与无源元件124A重叠。供电布线170贯穿无源元件124A而连接于供电元件121。
无源元件124A的尺寸比供电元件121的尺寸大。因此,无源元件124A的谐振频率比供电元件121的谐振频率低。在自RFIC 110向供电布线170供给与无源元件124A的谐振频率对应的频率的高频信号时,供电布线170与无源元件124A电磁场耦合,自无源元件124A辐射电波。
在这样的结构中,尺寸更大的无源元件124A相对于接地电极GND的面积更受到限制。因而,对于天线模块100L,通过相对于接地电极倾斜地配置无源元件124A,能够抑制无源元件124A的天线特性下降。另外,对于天线模块100L,供电元件121也与无源元件124A同样倾斜地配置。
(变形例9)
在变形例9中,说明对于叠层型的天线模块利用独立的供电布线对两个辐射元件供给高频信号的情况。
图21是表示变形例9的天线模块100M的图。在图21中,上部(图21的(a))是天线模块100M的俯视透视图,下部(图21的(b))是天线模块100M的剖视透视图。
参照图21,天线模块100M包括供电元件121以及供电元件121A来作为辐射元件。供电元件121A在供电元件121与接地电极GND之间的层与供电元件121相对地配置。在自法线方向俯视天线模块100M的情况下,供电元件121的整体配置为与供电元件121A重叠。
供电元件121A的尺寸比供电元件121的尺寸大。因此,供电元件121A的谐振频率比供电元件121的谐振频率低。因此,在向供电元件121A供给高频信号时,自供电元件121A辐射比自供电元件121辐射的电波的频率低的频率的电波。另外,在图21的例子中,在供电元件121以及供电元件121A均设有两个供电点。即,天线模块100M是双频段型且双极化型的天线模块。
对于供电元件121,经由供电布线1701向供电点SP1供给高频信号,经由供电布线1702向供电点SP2供给高频信号。供电布线1701以及供电布线1702自RFIC 110贯穿供电元件121A而连接于供电元件121。另外,对于供电元件121A,经由供电布线1703向供电点SP3供给高频信号,经由供电布线1704向供电点SP4供给高频信号。在供电元件121以及供电元件121A均以两种极化波相互正交的方式配置有供电点。
并且,对于天线模块100M,与实施方式1同样,供电元件121以及供电元件121A的各边配置为相对于矩形形状的接地电极GND的各边倾斜。即,在俯视天线模块100M的情况下,在各供电元件,以连结接地电极GND的端部的距供电元件的中心的距离成为最短的位置与供电元件的中心的方向相对于极化方向所成的角度θ成为0°<θ<90°的方式配置有各供电元件。另外,在图21的例子中,各供电元件相对于接地电极GND倾斜45°地配置。
图22是变形例9的比较例的天线模块100#2的俯视透视图。对于天线模块100#2,供电元件121、121A的各边配置为与接地电极GND的边平行。
在图22的变形例中,通过向供电点SP1以及供电点SP3供给高频信号,自供电元件121以及供电元件121A辐射以Y轴方向为极化方向的电波。另外,通过向供电点SP2以及供电点SP4供给高频信号,自供电元件121以及供电元件121A辐射以X轴方向为极化方向的电波。
在该情况下,关于作为接地电极GND的长边的延伸方向的X轴方向的极化波,能够充分地确保在俯视天线模块100#2的情况下的从各供电元件到接地电极GND的端部的距离,但关于Y轴方向的极化波,相比于X轴方向,到接地电极GND的端部的距离受到限制。因而,Y轴方向的极化波相比于X轴方向的极化波,天线特性(频带宽度以及方向性)可能下降。
另一方面,对于图21的天线模块100M,通过使供电元件倾斜,能够针对正交的两种极化波确保从供电元件到接地电极GND的端部的距离,因此能够抑制一极化波的特性极端地下降。
(变形例10)
在变形例10中,说明将多个叠层型天线模块一维地配置而成的阵列天线的例子。
图23是变形例10的天线模块100N的俯视透视图。天线模块100N具有沿X轴方向配置4个在变形例9中示出的天线模块100M的辐射元件(供电元件121、121A)而成的结构。相邻的辐射元件彼此空开间隔D2地配置。对于天线模块100N,该间隔D2优选设置为比自供电元件121A辐射的低频率侧的电波的波长的1/2宽。
通过设为这样的结构,与图11处的说明同样,能够提高相邻的辐射元件间的隔离度。由此,能够抑制天线模块的有源阻抗变差,结果能够使天线增益宽频带化。另外,对于天线模块100N,说明了各供电元件能够沿两个极化方向辐射电波的双极化型的天线模块的例子,但也可以是各供电元件沿1个极化方向辐射电波的结构。
本次公开的实施方式在所有方面均为例示,不应认为是限制性的。本公开的范围由权利要求书表明,而不是由上述的实施方式的说明表明,并且意图包含在与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。
附图标记说明
10、通信装置;20、安装基板;100、100A~100N、100Y、100#、100#1、100#2、天线模块;110、RFID;111A~111D、113A~113D、117、开关;112AR~112DR、低噪声放大器;112AT~112DT、功率放大器;114A、114D、衰减器;115A、115D、移相器;116、信号合成/分波器;118、混频器;119、放大电路;120、120A~120C、120Y、天线装置;121、121A、121#、122、122#、供电元件;123、偶极天线;124、124A、无源元件;125、寄生元件;130、130B、130C、130Y、电介质基板;133A~133C、基板;134、交界部;134A~134D、突出部;135、135C、弯曲部;136、137、缺口部;140、180、焊料凸块;170、171、1701~1704、供电布线;200、BBIC;GND、接地电极;SP1~SP4、供电点。

Claims (14)

1.一种天线模块,其中,
所述天线模块具备:
第1辐射元件,其为平板状,能够辐射以第1方向为极化方向的电波;以及
第1接地电极,其与所述第1辐射元件相对地配置,
在自所述第1辐射元件的法线方向俯视的情况下,在将所述第1辐射元件的中心与所述第1接地电极的端部之间的沿着所述第1方向的最短距离设为第1距离,将所述第1辐射元件的中心与所述第1接地电极的端部之间的最短距离设为第2距离,将所述第2距离中所述第1接地电极的端部与所述第1辐射元件的端部之间的距离设为第3距离时,所述第1距离比所述第2距离长,并且所述第3距离比所述第1辐射元件的尺寸的1/2短。
2.根据权利要求1所述的天线模块,其中,
在将自所述第1辐射元件辐射的电波的波长设为λ时,所述第3距离比λ/4短。
3.根据权利要求1所述的天线模块,其中,
所述第3距离比所述第1辐射元件与所述第1接地电极之间的层叠方向上的距离的两倍短。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的天线模块,其中,
所述第1辐射元件包括在距离所述第1接地电极互不相同的高度相对地配置的供电元件以及无源元件,
在自法线方向俯视所述天线模块的情况下,所述供电元件与所述无源元件重叠。
5.根据权利要求4所述的天线模块,其中,
所述天线模块还具备向所述供电元件供给高频信号的供电布线,
所述无源元件配置在所述供电元件与所述第1接地电极之间,
所述供电布线贯穿所述无源元件而连接于所述供电元件。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的天线模块,其中,
所述第1辐射元件包括在距离所述第1接地电极互不相同的高度相对地配置的第1供电元件以及第2供电元件,
在自法线方向俯视所述天线模块的情况下,所述第1供电元件与所述第2供电元件重叠。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的天线模块,其中,
所述第1辐射元件包括供电元件和配置于所述供电元件的周围的至少1个寄生元件,
在自法线方向俯视所述天线模块的情况下,所述第1辐射元件的尺寸是包括所述供电元件以及所述至少1个寄生元件的区域的外缘的一边的长度。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的天线模块,其中,
所述第1辐射元件也能够辐射以不同于所述第1方向的第2方向为极化方向的电波,
在将所述第1辐射元件的中心与所述第1接地电极的端部之间的沿着所述第2方向的最短距离设为第4距离时,所述第4距离比所述第2距离长。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的天线模块,其中,
所述天线模块还具备与所述第1接地电极相对地配置的平板状的第2辐射元件,
所述第2辐射元件构成为能够辐射以所述第1方向为极化方向的电波。
10.根据权利要求9所述的天线模块,其中,
所述天线模块还具备配置在所述第1辐射元件与所述第2辐射元件之间的第3辐射元件,
所述第3辐射元件构成为能够辐射与自所述第1辐射元件以及所述第2辐射元件辐射的电波的频率不同的频率的电波。
11.根据权利要求1~7中任一项所述的天线模块,其中,
所述天线模块还具备:
第4辐射元件,其为平板状;以及
第2接地电极,其与所述第4辐射元件相对地配置,
所述第4辐射元件的法线方向不同于所述第1辐射元件的法线方向。
12.根据权利要求11所述的天线模块,其中,
所述第4辐射元件能够辐射以第2方向为极化方向的电波,
在自所述第4辐射元件的法线方向俯视的情况下,在将所述第4辐射元件的中心与所述第2接地电极的端部之间的沿着所述第2方向的最短距离设为第5距离,将所述第4辐射元件的中心与所述第2接地电极的端部之间的最短距离设为第6距离,将所述第6距离中所述第2接地电极的端部与所述第4辐射元件的端部之间的最短距离设为第7距离时,所述第5距离比所述第6距离长,并且所述第7距离比所述第4辐射元件的尺寸的1/2短。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的天线模块,其中,
所述天线模块还具备构成为向各辐射元件供给高频信号的供电电路。
14.一种通信装置,其中,
所述通信装置搭载有权利要求1~13中任一项所述的天线模块。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112602234B (zh) * 2019-06-28 2021-09-28 株式会社村田制作所 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置
US11264722B2 (en) * 2018-04-17 2022-03-01 Furuno Electric Co., Ltd. Antenna

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022119232A (ja) 2021-02-04 2022-08-17 株式会社東海理化電機製作所 制御装置およびプログラム
CN116918183A (zh) * 2021-03-05 2023-10-20 株式会社村田制作所 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置
WO2022224650A1 (ja) * 2021-04-21 2022-10-27 株式会社村田製作所 アンテナモジュール
WO2023032805A1 (ja) * 2021-09-03 2023-03-09 株式会社村田製作所 アンテナ装置、アンテナモジュールおよび通信装置
WO2023037806A1 (ja) * 2021-09-09 2023-03-16 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
WO2023037805A1 (ja) * 2021-09-09 2023-03-16 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
WO2023188785A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
WO2024034304A1 (ja) * 2022-08-10 2024-02-15 株式会社村田製作所 アンテナ装置、通信装置、及びアンテナ装置の製造方法
WO2024106004A1 (ja) * 2022-11-16 2024-05-23 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201383542Y (zh) * 2009-03-05 2010-01-13 佳邦科技股份有限公司 晶片型天线装置
CN102377017A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 旭丽电子(广州)有限公司 多回圈天线系统及具有该多回圈天线系统的电子装置
CN102386482A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 旭丽电子(广州)有限公司 多回圈天线系统及具有该多回圈天线系统的电子装置
CN106340723A (zh) * 2015-07-10 2017-01-18 上海原田新汽车天线有限公司 天线模块和具备该天线模块的天线装置
US20190103653A1 (en) * 2017-09-30 2019-04-04 Qualcomm Incorporated Antenna module configurations

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4220109B2 (ja) * 2000-07-10 2009-02-04 小島プレス工業株式会社 マイクロストリップアンテナ
JP2002374121A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Japan Radio Co Ltd クロスパッチ平面配列アンテナ
JP4620018B2 (ja) * 2006-08-31 2011-01-26 日本電信電話株式会社 アンテナ装置
JP2015056810A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社東芝 アンテナ装置
US10193231B2 (en) * 2015-03-02 2019-01-29 Trimble Inc. Dual-frequency patch antennas
JP6283970B1 (ja) * 2016-10-14 2018-02-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ、無線発信装置、および位置計測システム
JP6531786B2 (ja) * 2017-06-13 2019-06-19 Tdk株式会社 アンテナ装置及びこれを備える回路基板
WO2019102869A1 (ja) * 2017-11-22 2019-05-31 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置
WO2020261807A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201383542Y (zh) * 2009-03-05 2010-01-13 佳邦科技股份有限公司 晶片型天线装置
CN102377017A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 旭丽电子(广州)有限公司 多回圈天线系统及具有该多回圈天线系统的电子装置
CN102386482A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 旭丽电子(广州)有限公司 多回圈天线系统及具有该多回圈天线系统的电子装置
CN106340723A (zh) * 2015-07-10 2017-01-18 上海原田新汽车天线有限公司 天线模块和具备该天线模块的天线装置
CN106340723B (zh) * 2015-07-10 2019-10-25 上海原田新汽车天线有限公司 天线模块和具备该天线模块的天线装置
US20190103653A1 (en) * 2017-09-30 2019-04-04 Qualcomm Incorporated Antenna module configurations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11264722B2 (en) * 2018-04-17 2022-03-01 Furuno Electric Co., Ltd. Antenna
CN112602234B (zh) * 2019-06-28 2021-09-28 株式会社村田制作所 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置

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Publication number Publication date
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