CN115732910A - 天线模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进行了改良的双极化波型天线模块。天线模块(1)具备被插入第一信号焊盘(11)及第二信号焊盘(12)和天线元件(80)之间的第一及第二1/2波长滤波器(F1、F2)。第一1/2波长滤波器(F1)所含的第二及第三共振图案(32、33)以沿着天线元件(80)的对角线向A方向延伸的方式排列成一列，第一及第四共振图案(31、34)相对于第二及第三共振图案(32、33)分别向B方向延伸。第二1/2波长滤波器(F2)相对于对角线与第一1/2波长滤波器(F1)配置成对称。据此，能够使双极化波型天线模块小型化。

Description

天线模块

技术领域

本公开涉及天线模块。

背景技术

在专利文献1中公开有一种双极化波型天线模块。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2019/054063号

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献1所记载的天线模块中，不容易设计1/2波长滤波器那样尺寸较大的滤波电路。

因此，本公开的目的在于，提供进行了改良的双极化波型天线模块。

用于解决问题的技术方案

本公开一实施方式提供一种天线模块，其具备：第一及第二信号焊盘；天线元件；第一滤波器，其被插入第一信号焊盘和天线元件之间；第二滤波器，其被插入第二信号焊盘和天线元件之间，第一滤波器包含第一～第四导体图案，第二滤波器包含第五～第八导体图案，第一信号焊盘将第一～第四导体图案依次与天线元件耦合，第二信号焊盘将第五～第八导体图案依次与天线元件耦合，第二及第三导体图案以沿着天线元件的对角线向第一方向延伸的方式排列成一列，第六及第七导体图案以沿着天线元件的对角线向第一方向延伸且经由对角线在与第一方向正交的第二方向上与第二及第三导体图案面对面的方式排列成一列，第一及第四导体图案相对于第二及第三导体图案分别向第二方向延伸，第五及第八导体图案相对于第六及第七导体图案分别向第二方向延伸。

发明效果

根据本公开，能够提供进行了改良的双极化波型天线模块。

附图说明

图1是表示本公开的第一实施方式的天线模块1的外观的大致立体图。

图2是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图3是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图4是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图5是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图6是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图7是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图8是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图9是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图10是表示本公开的第二实施方式的天线模块2的外观的大致立体图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本公开优选的实施方式。

图1是表示本公开的第一实施方式的天线模块1的外观的大致立体图。

如图1所示，第一实施方式的天线模块1具备：以xy方向为平面方向且以z方向为厚度方向的平板状的素体3、包含埋入素体3的天线元件80的多个导体图案。素体3具有多层结构，作为其材料，能够使用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)等陶瓷材料、树脂材料。

图2～图9是表示天线模块1所含的导体图案的图案形状的大致俯视图。

图2所示的导体图案是位于最下层的导体层的导体图案。在位于最下层的导体层上设置有多个接地焊盘10、第一信号焊盘11及第二信号焊盘12。第一信号焊盘11是例如用于收发垂直极化波信号的端子，第二信号焊盘12是例如用于收发水平极化波信号的端子。也可以在多个接地焊盘10、第一信号焊盘11及第二信号焊盘12上分别搭载焊球。在图2所示的例子中，在x方向及y方向上阵列状排列有7×7个焊盘，其中之一为第一信号焊盘11，另一个为第二信号焊盘12，剩余的47个焊盘为接地焊盘10。一部分接地焊盘10也可以省略。第一信号焊盘11及第二信号焊盘12的位置没有特别限定，但优选使用不位于外周的焊盘，优选第一信号焊盘11和第二信号焊盘12相对于向A方向延伸的对角线成对称定位。在接地焊盘10、第一信号焊盘11及第二信号焊盘12上分别连接向z方向延伸的通孔导体10a、11a、12a。

图3所示的导体图案是位于图2所示的导体图案的上层的导体图案，具有形成于xy平面的大致整个面的接地图案G1。接地图案G1经由图2所示的通孔导体10a与多个接地焊盘10共同连接。如图3所示，在接地图案G1上设置有开口部11b、12b，通孔导体11a、12a分别穿过开口部11b、12b连接于上层的导体图案。另外，接地图案G1经由多个通孔导体P1连接于上层的接地图案。

图4所示的导体图案是位于图3所示的导体图案的上层的导体图案，具有配置于向A方向延伸的对角线上的接地图案30、第一1/2波长滤波器F1、以及第二1/2波长滤波器F2。接地图案30经由图3所示的通孔导体P1连接于接地图案G1。接地图案30经由多个通孔导体P2连接于上层的接地图案。第一及第二1/2波长滤波器F1、F2是具有所谓的π型结构的带通滤波器。

第一1/2波长滤波器F1包含第一～第四共振图案31～34。第一～第四共振图案31～34为第一～第四导体图案的一例。如图4所示，第二及第三共振图案32、33沿着接地图案30即沿着对角线向作为第一方向的A方向延伸的方式排列成一列。另外，第一及第四共振图案31、34相对于第二及第三共振图案32、33分别向作为第二方向的B方向延伸。B方向是另一对角线的延伸方向，与A方向正交。

第一共振图案31与第一配线21的一部分具有重叠。第一配线21经由通孔导体11a连接于第一信号焊盘11。由此，第一共振图案31经由与第一配线21的电容耦合连接于第一信号焊盘11。第一共振图案31和第二共振图案32经由耦合图案41进行电容耦合。另外，第二共振图案32和第三共振图案33经由耦合图案42进行电容耦合。另外，第三共振图案33和第四共振图案34经由耦合图案43进行电容耦合。第四共振图案34与第二配线22的一部分具有重叠。第二配线22经由第一通孔导体51连接于上层的导体图案。耦合图案41～43分别为导体图案。

第一配线21是大致沿着A方向延伸的导体图案。第一配线21在一端连接于通孔导体11a，在另一端与第一共振图案31重叠。由此，通孔导体11a设置于与第一共振图案31不同的平面位置。即，通孔导体11a贯通的开口部11b设置于俯视时不与第一共振图案31重叠的位置。

第二配线22是大致沿着A方向延伸的导体图案。第二配线22在一端与第四共振图案34重叠，在另一端连接于第一通孔导体51。由此，第一通孔导体51设置于与第四共振图案34不同的平面位置。

第一～第四共振图案31～34分别构成谐振器。第一～第四共振图案31～34是将两端开放的两端开放型谐振器。第二共振图案32和第三共振图案33的长度设定成第一1/2波长滤波器F1的通带频率的波长的约1/2。第一、第四共振图案31、34中，位于B方向上的两端部间的中央部在A方向上的图案宽度比B方向上的两端部窄。本实施方式中，第一共振图案31的中央部设置于相对于两端部向A方向上的第四共振图案34侧偏置的位置，第一共振图案31的两端部及中央部在A方向上的第四共振图案34侧的缘分别一致。另外，第四共振图案34的中央部设置于相对于两端部向A方向上的第一共振图案31侧偏置的位置，第四共振图案34的两端部及中央部在A方向上的第一共振图案31侧的缘分别一致。

第二1/2波长滤波器F2相对于接地图案30与第一1/2波长滤波器F1具有线对称结构。第二1/2波长滤波器F2包含作为导体图案的第五～第八共振图案35～38。第五～第八共振图案35～38为第五～第八导体图案的一例。如图4所示，第六及第七共振图案36、37以沿着接地图案30即沿着对角线向A方向延伸的方式排列成一列。在此，第六共振图案36以在B方向上与第二共振图案32面对面的方式配置，第七共振图案37以在B方向上与第三共振图案33面对面的方式配置。另外，第五及第八共振图案35、38相对于第六及第七共振图案36、37分别向B方向延伸。

第五共振图案35与第四配线24的一部分具有重叠。第四配线24经由通孔导体12a连接于第二信号焊盘12。由此，第五共振图案35经由与第四配线24的电容耦合连接于第二信号焊盘12。第五共振图案35和第六共振图案36经由耦合图案44进行电容耦合。另外，第六共振图案36和第七共振图案37经由耦合图案45进行电容耦合。另外，第七共振图案37和第八共振图案38经由耦合图案46进行电容耦合。第八共振图案38与第五配线25的一部分具有重叠。第五配线25经由第二通孔导体52连接于上层的导体图案。耦合图案44～46分别为导体图案。

第四配线24是大致沿着A方向延伸的导体图案。第四配线24在一端连接于通孔导体12a，在另一端与第五共振图案35重叠。由此，通孔导体12a设置于与第五共振图案35不同的平面位置。即，通孔导体12a贯通的开口部12b设置于俯视时不与第五共振图案35重叠的位置。

第五配线25是大致沿着A方向延伸的导体图案。第五配线25在一端与第八共振图案38重叠，在另一端连接于第二通孔导体52。由此，第二通孔导体52设置于与第八共振图案38不同的平面位置。

第五～第八共振图案35～38分别构成谐振器。第五～第八共振图案35～38是将两端开放的两端开放型谐振器。第六共振图案36和第七共振图案37的长度设定成第二1/2波长滤波器F2的通带频率的波长的约1/2。第五、第八共振图案35、38中，位于B方向上的两端部间的中央部在A方向上的图案宽度比B方向上的两端部窄。本实施方式中，第五共振图案35的中央部设置于相对于两端部向A方向上的第八共振图案38侧偏置的位置，第五共振图案35的两端部及中央部在A方向上的第八共振图案38侧的缘分别一致。另外，第八共振图案38的中央部设置于相对于两端部向A方向上的第五共振图案35侧偏置的位置，第八共振图案38的两端部及中央部在A方向上的第五共振图案35侧的缘分别一致。

在此，第四共振图案34与第二配线22重叠的面积、第八共振图案38与第五配线25重叠的面积比第一共振图案31与第一配线21重叠的面积、第五共振图案35与第四配线24重叠的面积大。由此，容易确保阻抗匹配，因此，能够得到良好的回波损耗的频带扩大。

图5所示的导体图案是位于图4所示的导体图案的上层的导体图案，具有形成于xy平面的大致整个面的接地图案G2。接地图案G2经由图3及图4所示的通孔导体P1、P2连接于接地图案G1、30。如图5所示，在接地图案G2上设置有第一及第二开口部51a、52a，第一及第二通孔导体51、52分别穿过第一及第二开口部51a、52a，且分别连接于位于接地图案G2的上层的第三配线23及第六配线26的一端。第一通孔导体51连接于第二配线22的另一端，因此，第一通孔导体51贯通的第一开口部51a设置于俯视时不与第四共振图案34重叠的位置。第二通孔导体52连接于第五配线25的另一端，因此，第二通孔导体52贯通的第二开口部52a设置于俯视时不与第八共振图案38重叠的位置。第三及第六配线23、26的图案宽度被设计得比第二及第五配线22、25的图案宽度细。由此，容易确保阻抗匹配，因此，能够得到良好的回波损耗的频带扩大。另外，接地图案G2经由多个通孔导体P3连接于上层的接地图案。

第三配线23是沿着y方向延伸的导体图案。第三配线23在一端连接于第一通孔导体51，在另一端连接于通孔导体53。由此，第一通孔导体51和通孔导体53设置于不同的平面位置。

第六配线26是沿着x方向延伸的导体图案。第六配线26在一端连接于第二通孔导体52，在另一端连接于通孔导体54。由此，第二通孔导体52和通孔导体54设置于不同的平面位置。

图6所示的导体图案是位于图5所示的导体图案的上层的导体图案，具有形成于xy平面的大致整个面的接地图案G3。接地图案G3经由图5所示的通孔导体P3连接于接地图案G2。如图6所示，在接地图案G3上设置有开口部53a、54a。分别连接于第三配线23及第六配线26的另一端的通孔导体53、54穿过开口部53a、54a。通孔导体53连接于第三配线23的另一端，因此，通孔导体53贯通的开口部53a设置于俯视时不与第一开口部51a重叠的位置。通孔导体54连接于第六配线26的另一端，因此，通孔导体54贯通的开口部54a设置于俯视时不与第二开口部52a重叠的位置。另外，接地图案G3经由多个通孔导体P4连接于上层的接地图案。

图7所示的导体图案是位于图6所示的导体图案的上层的导体图案，具有第一及第二电容耦合电极61、62。第一及第二电容耦合电极61、62分别连接于通孔导体53、54。

图8所示的导体图案是位于图7所示的导体图案的上层的导体图案，具有供电电极70及接地图案71。供电电极70为十字形，y方向上的一端部与第一电容耦合电极61重叠，x方向上的一端部与第二电容耦合电极62重叠。由此，供电电极70和第一及第二电容耦合电极61、62进行电容耦合。接地图案71为沿着外周配置的矩形环状，经由图6及图7所示的通孔导体P4连接于接地图案G3。另外，接地图案71经由多个通孔导体P5连接于上层的接地图案。

图9所示的导体图案是位于图8所示的导体图案的上层的导体图案，具有天线元件80及接地图案81。天线元件80是大致矩形的贴片导体，与供电电极70重叠。由此，天线元件80和供电电极70进行电容耦合。接地图案81为沿着外周配置的矩形环状，经由图8所示的通孔导体P5连接于接地图案71。

通过以上的结构，在第一信号焊盘11和天线元件80之间插入第一1/2波长滤波器F1，在第二信号焊盘12和天线元件80之间插入第二1/2波长滤波器F2。而且，第一信号焊盘11将通孔导体11a、第一配线21、第一～第四共振图案31～34、第二配线22、第一通孔导体51、第三配线23、通孔导体53、第一电容耦合电极61及供电电极70依次与天线元件80耦合。同样，第二信号焊盘12将通孔导体12a、第四配线24、第五～第八共振图案35～38、第五配线25、第二通孔导体52、第六配线26、通孔导体54、第二电容耦合电极62及供电电极70依次与天线元件80耦合。其中，第一及第二电容耦合电极61、62经由供电电极70与天线元件80耦合这一点不是必须的，也可以省略供电电极70，由第一及第二电容耦合电极61、62向天线元件80直接供电。

由此，将向第一信号焊盘11供给的垂直极化波信号及向第二信号焊盘12供给的水平极化波信号分别经由第一及第二1/2波长滤波器F1、F2供电到天线元件80，因此，能够实现双极化波。另外，将第一1/2波长滤波器F1和第二1/2波长滤波器F2配置成对称形，并且在两者之间设置有接地图案30，因此，垂直极化波信号和水平极化波信号的滤波器特性大致一致，并且提高两者间的隔离性。另外，以沿着天线元件80的对角线向A方向延伸的方式配置长边方向上的尺寸大的第二、第三、第六及第七共振图案32、33，36、37，因此，即使在第一及第二1/2波长滤波器F1、F2的尺寸大的情况下，也能够收纳于限定的平面尺寸中。而且，直线性地配置第二及第三共振图案32、33，且直线性地配置第六及第七共振图案36、37，因此，滤波特性比将它们折弯配置的情况提高。

另外，不是将第四及第八共振图案34、38分别与第一及第二电容耦合电极61、62直接连接，第四共振图案34经由第二配线22、第一通孔导体51、第三配线23、通孔导体53与第一电容耦合电极61连接，第八共振图案38经由第五配线25、第二通孔导体52、第六配线26、通孔导体54与第二电容耦合电极62连接。由此，第一及第二1/2波长滤波器F1、F2的设计变得容易。而且，第一通孔导体51穿过的第一开口部51a设置于俯视时不与第四共振图案34及第一电容耦合电极61重叠的位置，第二通孔导体52穿过的第二开口部52a设置于俯视时不与第八共振图案38及第二电容耦合电极62重叠的位置，因此，第四及第八共振图案34、38及第一及第二电容耦合电极61、62中不易产生不需要的耦合。因此，能够抑制天线模块1中的天线与滤波器的不需要的耦合。

另外，第一、第四、第五及第八共振图案31、34、35、38具有位于B方向上的两端部间的中央部在A方向上的图案宽度比B方向上的两端部窄的中间变细形状。共振图案的中央部是驻波的电流分布紧密的部分，通过选择性地缩窄该部分的图案宽度，不改变第一、第四、第五及第八共振图案31、34、35、38在B方向上的长度，就能够降低共振频率。另外，第一及第四配线21、24与第一及第五共振图案31、35的两端部的一方耦合，第二及第五配线22、25与第四及第八共振图案31、35的两端部的一方耦合。共振图案的两端部是电流分布稀疏且电场分布紧密的部分，因此，通过在该部分进行电容耦合，能够得到稳定的电场耦合。

图10是表示本公开的第二实施方式的天线模块2的外观的大致立体图。

如图10所示，第二实施方式的天线模块2具有如下结构，将具有与天线模块1所含的导体图案大致相同的结构的4个要素在x方向及y方向上设计成阵列状。其中，不需要天线模块2所含的4个要素为与天线模块1完全相同的结构，也可以一部分不同。这样，如果将具有与天线模块1大致相同的结构的多个要素设计成阵列状，则能够通过相位控制来控制波束的辐射方向。

以上，说明了本公开优选的实施方式，但本公开不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本公开主旨的范围内进行各种变更，当然它们也包含于本公开的范围内。

本公开的技术中包含以下的结构例，但不限定于此。

本公开的天线模块具备：第一及第二信号焊盘、天线元件、被插入第一信号焊盘和天线元件之间的第一滤波器、以及被插入第二信号焊盘和天线元件之间的第二滤波器，第一滤波器包含第一～第四导体图案，第二滤波器包含第五～第八导体图案，第一信号焊盘将第一～第四导体图案依次与天线元件耦合，第二信号焊盘将第五～第八导体图案依次与天线元件耦合，第二及第三导体图案以沿着天线元件的对角线向第一方向延伸的方式排列成一列，第六及第七导体图案以沿着天线元件的对角线向第一方向延伸且经由对角线在与第一方向正交的第二方向上与第二及第三导体图案面对面的方式排列成一列，第一及第四导体图案相对于第二及第三导体图案分别向第二方向延伸，第五及第八导体图案相对于第六及第七导体图案分别向第二方向延伸。据此，能够使双极化波型天线模块小型化。

本公开的天线模块也可以还具备：第一配线，其连接于第一信号焊盘且与第一导体图案耦合；第二配线，其与第四导体图案耦合；第三配线，其经由第一通孔导体连接于第二配线，且向天线元件供电；第四配线，其连接于第二信号焊盘且与第五导体图案耦合；第五配线，其与第八导体图案耦合；以及第六配线，其经由第二通孔导体连接于第五配线，且向天线元件供电。据此，第一及第二滤波器的设计变得容易。

本公开的天线模块也可以还具备：第一接地图案，其具有第一及第二通孔导体分别穿过的第一及第二开口部；第二接地图案，其具有连接于第三配线的第三通孔导体穿过的第三开口部及连接于第六配线的第四通孔导体穿过的第四开口部，第一开口部设置于俯视时不与第四导体图案及第三开口部重叠的位置，第二开口部设置于俯视时不与第八导体图案及第四开口部重叠的位置。据此，第四及第八导体图案、第一及第二电容耦合电极中不易产生不需要的共振。

第一、第四、第五及第八导体图案在第一方向上的图案宽度也可以具有位于第二方向上的两端部间的中央部比第二方向上的两端部细的形状。据此，不改变第一、第四、第五及第八导体图案在第二方向上的长度，就能够降低共振频率。在该情况下，也可以是，第一配线与第一导体图案的两端部的一方耦合，第四配线与第五导体图案的两端部的一方耦合，也可以是，第二配线与第四导体图案的两端部的一方耦合，第五配线与第八导体图案的两端部的一方耦合。据此，能够得到稳定的电场耦合。

第三及第六配线的图案宽度也可以比第二及第五配线的图案宽度细。据此，能够得到良好的回波损耗的频带扩大。

第四导体图案与第二配线重叠的面积及第八导体图案与第五配线重叠的面积也可以比第一导体图案与第一配线重叠的面积及第五导体图案与第四配线重叠的面积大。据此，能够得到良好的回波损耗的频带扩大。

附图标记说明

1、2 天线模块

3 素体

10 接地焊盘

11 第一信号焊盘

12 第二信号焊盘

10a、11a、12a 通孔导体

11b、12b 开口部

21 第一配线

22 第二配线

23 第三配线

24 第四配线

25 第五配线

26 第六配线

30 接地图案

31 第一共振图案

32 第二共振图案

33 第三共振图案

34 第四共振图案

35 第五共振图案

36 第六共振图案

37 第七共振图案

38 第八共振图案

41～46 耦合图案

51 第一通孔导体

52 第二通孔导体

53、54 通孔导体

53a、54a 开口部

61 第一电容耦合电极

62 第二电容耦合电极

70 供电电极

71 接地图案

80 天线元件

81 接地图案

F1 第一1/2波长滤波器

F2 第二1/2波长滤波器

G1～G3 接地图案

P1～P5 通孔导体。

Claims (8)

1.一种天线模块，其具备：

第一及第二信号焊盘；

天线元件；

第一滤波器，其被插入所述第一信号焊盘和所述天线元件之间；及

第二滤波器，其被插入所述第二信号焊盘和所述天线元件之间，

所述第一滤波器包含第一至第四导体图案，

所述第二滤波器包含第五至第八导体图案，

所述第一信号焊盘将所述第一至第四导体图案依次与所述天线元件耦合，

所述第二信号焊盘将所述第五至第八导体图案依次与所述天线元件耦合，

所述第二及第三导体图案以沿着所述天线元件的对角线向第一方向延伸的方式排列成一列，

所述第六及第七导体图案以沿着所述天线元件的所述对角线向所述第一方向延伸，且经由所述对角线在与所述第一方向正交的第二方向上与所述第二及第三导体图案面对面的方式排列成一列，

所述第一及第四导体图案相对于所述第二及第三导体图案分别向所述第二方向延伸，

所述第五及第八导体图案相对于所述第六及第七导体图案分别向所述第二方向延伸。

2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，还具备：

第一配线，其连接于所述第一信号焊盘，与所述第一导体图案耦合；

第二配线，其与所述第四导体图案耦合；

第三配线，其经由第一通孔导体连接于所述第二配线，向所述天线元件供电；

第四配线，其连接于所述第二信号焊盘，与所述第五导体图案耦合；

第五配线，其与所述第八导体图案耦合；及

第六配线，其经由第二通孔导体连接于所述第五配线，向所述天线元件供电。

3.根据权利要求2所述的天线模块，其中，还具备：

第一接地图案，其具有所述第一及第二通孔导体分别穿过的第一及第二开口部；

第二接地图案，其具有连接于所述第三配线的第三通孔导体穿过的第三开口部和连接于所述第六配线的第四通孔导体穿过的第四开口部，

所述第一开口部设置于俯视时不与所述第四导体图案及所述第三开口部重叠的位置，

所述第二开口部设置于俯视时不与所述第八导体图案及所述第四开口部重叠的位置。

4.根据权利要求2或3所述的天线模块，其中，

所述第一、第四、第五及第八导体图案在所述第一方向上的图案宽度具有位于所述第二方向上的两端部间的中央部比所述两端部细的形状。

5.根据权利要求4所述的天线模块，其中，

所述第一配线与所述第一导体图案的所述两端部的一方耦合，

所述第四配线与所述第五导体图案的所述两端部的一方耦合。

6.根据权利要求4或5所述的天线模块，其中，

所述第二配线与所述第四导体图案的所述两端部的一方耦合，

所述第五配线与所述第八导体图案的所述两端部的一方耦合。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的天线模块，其中，

所述第三及第六配线的图案宽度比所述第二及第五配线的图案宽度细。

8.根据权利要求2～7中任一项所述的天线模块，其中，

所述第四导体图案与所述第二配线重叠的面积及所述第八导体图案与所述第五配线重叠的面积比所述第一导体图案与所述第一配线重叠的面积及所述第五导体图案与所述第四配线重叠的面积大。

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