CN116918183A - 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

Info

Publication number
CN116918183A
CN116918183A CN202280019234.3A CN202280019234A CN116918183A CN 116918183 A CN116918183 A CN 116918183A CN 202280019234 A CN202280019234 A CN 202280019234A CN 116918183 A CN116918183 A CN 116918183A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation element
radiating
antenna module
ground electrode
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280019234.3A
Other languages
English (en)
Inventor
须藤薫
尾仲健吾
南谷夏海
山田良树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN116918183A publication Critical patent/CN116918183A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H01Q9/285—Planar dipole

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

天线模块(100)具备电介质基板(130)、配置于电介质基板(130)的辐射元件(121、122)、接地电极(GND)以及电介质层(151)。在从电介质基板(130)的法线方向俯视的情况下，辐射元件(122)与辐射元件(121)相邻地配置。接地电极(GND)与辐射元件(121)及辐射元件(122)相向地配置。电介质层(151)以覆盖辐射元件(121)的方式配置。辐射元件(122)能够辐射比辐射元件(121)所辐射的电波的频带高的频带的电波。电介质层(151)的介电常数比电介质基板(130)的介电常数高。辐射元件(122)与接地电极(GND)之间的距离比辐射元件(121)与接地电极(GND)之间的距离短。

Description

天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置
技术领域
本公开涉及一种天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置，更确定地说，涉及一种用于提高天线特性的技术。
背景技术
日本特开2003-198230号公报(专利文献1)中公开了以下结构：在同一基板上排列有支持互不相同的频带的多个天线部分。另外，日本特开2003-198230号公报(专利文献1)中公开了以下结构：针对各天线部分，使用根据频率而厚度不同的电介质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-198230号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，支持多个通信标准的通信装置的开发正在推进。在这种通信装置中，需要发送接收按通信标准来决定的不同频带的电波，随之具备支持各频带的天线装置。
另一方面，在通信装置中，小型化和薄型化的需求依然很高，随之对于天线装置也要求小型化和低矮化。为了应对这种情况，有时如日本特开2003-198230号公报(专利文献1)那样，在同一基板上配置支持不同频带的多个天线。一般来说，适于天线特性的参数(介电常数等)按作为对象的频带而不同。在不同频带的天线被配置在同一基板上的结构的情况下，有时未必能够优化所有天线的参数。
本公开是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提高配置有支持不同频带的辐射元件的天线模块中的各辐射元件的天线特性。
用于解决问题的方案
本公开的第一方面所涉及的天线模块具备电介质基板、配置于电介质基板的第一辐射元件及第二辐射元件、接地电极以及第一电介质层。在从电介质基板的法线方向俯视的情况下，第二辐射元件与第一辐射元件相邻地配置。接地电极与第一辐射元件及第二辐射元件相向地配置。第一辐射元件能够辐射第一频带的电波。第二辐射元件能够辐射比第一频带高的第二频带的电波。第一电介质层以覆盖第一辐射元件的方式配置。第一电介质层的介电常数比电介质基板的介电常数高。第二辐射元件与接地电极之间的距离比第一辐射元件与接地电极之间的距离短。
本公开的第二方面所涉及的天线模块具备电介质基板、配置于电介质基板的第一辐射元件及第二辐射元件、接地电极以及电介质层。在从电介质基板的法线方向俯视的情况下，第二辐射元件与第一辐射元件相邻地配置。接地电极与第一辐射元件及第二辐射元件相向地配置。第一辐射元件能够辐射第一频带的电波。第二辐射元件能够辐射比第一频带高的第二频带的电波。电介质层以覆盖第一辐射元件和第二辐射元件的方式配置。电介质层的介电常数比电介质基板的介电常数高。第二辐射元件与接地电极之间的距离比第一辐射元件与接地电极之间的距离短。
本公开的第三方面所涉及的天线模块具备电介质基板、配置于电介质基板的第一天线组及第二天线组、接地电极以及电介质层。第一天线组包括至少1个第一辐射元件。第二天线组包括至少1个第二辐射元件，在从电介质基板的法线方向俯视的情况下，第二天线组与第一天线组相邻地配置。接地电极与第一天线组及第二天线组相向地配置。至少1个第一辐射元件能够辐射第一频带的电波。至少1个第二辐射元件能够辐射比第一频带高的第二频带的电波。电介质层以覆盖第一天线组的方式配置。电介质层的介电常数比电介质基板的介电常数高。第二天线组与接地电极之间的距离比第一天线组与接地电极之间的距离短。
发明的效果
在本公开所涉及的天线模块中构成为：低频侧的第一辐射元件被电介质层覆盖，并且，高频侧的第二辐射元件与接地电极之间的距离比第一辐射元件与接地电极之间的距离短。通过像这样使电介质层和/或与接地电极之间的距离为适于各辐射元件的方式，能够提高在共同的电介质基板配置有支持不同频带的辐射元件的天线模块中的各辐射元件的天线特性。
附图说明
图1是应用了遵循实施方式1的天线模块的通信装置的框图。
图2是图1的天线模块的俯视图和侧视透视图。
图3是变形例1的天线模块的侧视透视图。
图4是阵列天线的第一例的俯视图和侧视透视图。
图5是阵列天线的第二例的俯视图和侧视透视图。
图6是遵循实施方式2的天线模块的侧视透视图。
图7是遵循实施方式3的天线模块的侧视透视图。
图8是遵循实施方式4的天线模块的俯视图。
图9是遵循实施方式5的天线模块的俯视图。
图10是遵循实施方式6的天线模块的俯视图。
图11是遵循实施方式7的天线模块的侧视透视图。
图12是遵循实施方式8的天线模块的俯视图和侧视透视图。
图13是变形例的天线模块的俯视图和侧视透视图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本公开的实施方式。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的标记，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所涉及的天线模块100的通信装置10的框图的一例。通信装置10例如是便携电话、智能电话或平板等便携终端、具备通信功能的个人计算机等。本实施方式所涉及的天线模块100中使用的电波的频带的一例是以例如28GHz、39GHz及60GHz等为中心频率的毫米波带的电波，但是对于上述以外的频带的电波也能够适用。
参照图1，通信装置10具备天线模块100和构成基带信号处理电路的BBIC 200。天线模块100具备作为馈电电路的一例的RFIC 110和天线装置120。通信装置10将从BBIC 200向天线模块100传递的信号利用RFIC 110上变频为高频信号后，从天线装置120辐射该信号。另外，通信装置10将利用天线装置120接收到的高频信号发送到RFIC 110来进行下变频后，通过BBIC 200对信号进行处理。
天线模块100是能够辐射不同的2个频带的电波的、所谓双频段(dual band)类型的天线模块。天线装置120包括辐射相对低频侧的电波的多个辐射元件121以及辐射相对高频侧的电波的多个辐射元件122。
在图1中，为了易于说明，示出了与构成天线装置120的多个辐射元件(馈电元件)121、122中的4个辐射元件分别对应的RFIC 110的结构，省略了与具有同样的结构的其它辐射元件对应的结构。此外，在图1中，示出了天线装置120由配置为二维的阵列状的多个辐射元件121、122形成的例子，但是多个辐射元件121、122也可以是配置为一列的一维阵列。另外，天线装置120也可以是设置1个辐射元件121和1个辐射元件122的结构。在本实施方式中，辐射元件121、122均为具有平板形状的贴片天线。
RFIC 110具备开关111A～111H、113A～113H、117A、117B、功率放大器112AT～112HT、低噪声放大器112AR～112HR、衰减器114A～114H、移相器115A～115H、信号合成/分波器116A、116B、混合器118A、118B以及放大电路119A、119B。其中，开关111A～111D、113A～113D、117A、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116A、混合器118A以及放大电路119A的结构是低频侧的辐射元件121用的电路。另外，开关111E～111H、113E～113H、117B、功率放大器112ET～112HT、低噪声放大器112ER～112HR、衰减器114E～114H、移相器115E～115H、信号合成/分波器116B、混合器118B以及放大电路119B的结构是高频侧的辐射元件122用的电路。
在发送高频信号的情况下，开关111A～111H、113A～113H被切换到功率放大器112AT～112HT侧，并且开关117A、117B与放大电路119A、119B的发送侧放大器连接。在接收高频信号的情况下，开关111A～111H、113A～113H被切换到低噪声放大器112AR～112HR侧，并且开关117A、117B与放大电路119A、119B的接收侧放大器连接。
从BBIC 200传递的信号被放大电路119A、119B放大后，被混合器118A、118B进行上变频。上变频后的作为高频信号的发送信号被信号合成/分波器116A、116B分为4个，通过对应的信号路径被馈送到辐射元件121、122。此时，能够通过独立地对配置于各信号路径的移相器115A～115H的移相度进行调整，来调整天线装置120的方向性。
由各辐射元件121、122接收到的作为高频信号的接收信号被传递到RFIC 110，经由各不相同的4个信号路径后被信号合成/分波器116A、116B合成。合成后的接收信号被混合器118A、118B进行下变频后，被放大电路119A、119B放大后传递到BBIC 200。
(天线模块的构造)
接着，使用图2来说明实施方式1中的天线模块100的结构的详情。图2是表示实施方式1所涉及的天线模块100的图。在图2中，在上层示出天线模块100的俯视图(图2的(A))，在下层示出侧视透视图(图2的(B))。此外，在图2中，为了易于说明，以辐射元件121、122分别为1个的情况为例来进行说明。
天线模块100除了包括辐射元件121、122和RFIC 110以外，还包括电介质基板130、馈电布线141、142、电介质层151、152、以及接地电极GND。此外，在以后的说明中，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。另外，将与Z轴方向垂直的面上的辐射元件121、122的排列方向规定为X轴，将与X轴正交的方向规定为Y轴。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、将多个由环氧、聚酰亚胺等树脂构成的树脂层层叠而形成的多层树脂基板、将多个由具有较低的介电常数的液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer：LCP)构成的树脂层层叠而形成的多层树脂基板、将多个由氟系树脂构成的树脂层层叠而形成的多层树脂基板、将多个由PET(Polyethylene Terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料构成的树脂层层叠而形成的多层树脂基板、或者LTCC以外的陶瓷多层基板。此外，电介质基板130未必是多层构造，也可以是单层的基板。
电介质基板130具有当从法线方向(Z轴方向)俯视时呈矩形的形状。在电介质基板130的接近上表面131(Z轴的正方向的面)的层(上方侧的层)，以在X轴方向上相邻的方式配置有辐射元件121、122。辐射元件121、122既可以以露出到电介质基板130的表面的方式配置，也可以配置于电介质基板130的内部。
辐射元件121、122分别是具有矩形形状的平板状的电极。辐射元件122的尺寸小于辐射元件121的尺寸，辐射元件122的谐振频率高于辐射元件121的谐振频率。因此，从辐射元件122辐射的电波的频带(第二频带)比从辐射元件121辐射的电波的频带(第一频带)高。分别经由馈电布线141、142从RFIC 110对辐射元件121、122供给高频信号。
馈电布线141从RFIC 110贯通接地电极GND来与辐射元件121的馈电点SP1连接。另外，馈电布线142从RFIC 110贯通接地电极GND来与辐射元件122的馈电点SP2连接。馈电点SP1从辐射元件121的中心向X轴的正方向偏移，馈电点SP2从辐射元件122的中心向X轴的正方向偏移。由此，从辐射元件121、122分别辐射以X轴方向为极化方向的电波。
在电介质基板130的接近下表面132的位置，遍及电介质基板130的整面地配置接地电极GND。此外，在图2中，与辐射元件122相向的区域(第二部分)182处的接地电极GND配置于比与辐射元件121相向的区域(第一部分)181处的接地电极GND靠上表面131侧的位置。即，辐射元件122与接地电极GND之间的距离H2比辐射元件121与接地电极GND之间的距离H1短(H1>H2)。此外，在图2中，示出了电介质基板130中的第一部分181的基板厚度与第二部分182的基板厚度相同的结构的例子，但是第二部分182的基板厚度也可以比第一部分181的基板厚度薄，以适合于与上述的接地电极GND之间的距离H2。
在电介质基板130的下表面132，借助焊锡凸块160安装有RFIC 110。此外，RFIC110也可以使用多极连接器与电介质基板130连接，来代替焊接。
在电介质基板130的上表面131，在覆盖辐射元件121的区域配置有电介质层151，在覆盖辐射元件122的区域配置有电介质层152。另外，在电介质基板130的上表面131，电介质层151与电介质层152彼此相接。电介质层151、152的介电常数均比电介质基板130的介电常数大，并且，电介质层151的介电常数ε1比电介质层152的介电常数ε2大(ε1>ε2)。此外，在实施方式1中，电介质层151的厚度与电介质层152的厚度大致相等。
在平板形状的贴片天线中，一般来说，当由源自辐射元件和接地电极的辐射功率与累积功率的比例决定的Q值下降时，频带宽度趋于扩大。例如，当使辐射元件与接地电极之间的距离长、或使辐射元件与接地电极之间的介电常数低时，Q值下降，频带宽度扩大。
在利用介电常数比电介质基板的介电常数高的电介质层覆盖辐射元件的上部的情况下，辐射元件所产生的表面波趋于变强，与不存在高介电常数的电介质层的情况相比，从辐射元件的端部沿着电极面的方向产生的电力线延伸至更远的位置。这样一来，从辐射元件起至接地电极为止的电力线的路径长度变长，因此就结果而言，成为与以下情况等效的状态：辐射元件与接地电极之间的距离变长。因此，通过利用高介电常数的电介质层覆盖辐射电极的上部，贴片天线的Q值下降，作为结果，频带宽度扩大。
由于电介质层的介电常数越高则电介质层对表面波的影响越大，因此随着介电常数变高，频带宽度的扩大效果变大。然而，由于电力线的路径长度变长，因此反之容易产生不想要的模式的谐振。即，频带宽度的扩大与不想要的模式的谐振的产生处于彼此折衷的关系。
在此，从辐射元件辐射的电波的频率越高，则电介质层对表面波的影响越趋于敏感。因此，在电介质层的厚度相同的情况下，随着辐射的电波的频率变高，需要使介电常数变低。
在如本实施方式1的天线模块那样在共同的电介质基板上配置不同频带的辐射元件的情况下，由于尺寸上或制造上的限制，有时无法使电介质基板的材质和尺寸为适合于双方的辐射元件的状态。
例如，在使电介质基板的介电常数为适合于低频侧的辐射元件的介电常数的情况下，对于高频侧的辐射元件而言，介电常数可能会成为过高的值。这样一来，可能变得无法充分地确保频带宽度、或由于波长缩短效应而变得容易产生不想要的模式的谐振。反之，在使电介质基板的介电常数为适合于高频侧的辐射元件的介电常数的情况下，就低频侧的辐射元件而言，会变得低于适于电介质基板的厚度的介电常数，因此需要使电介质基板的厚度厚，从而可能成为阻碍天线模块的小型化的因素。
在实施方式1的天线模块100中，辐射元件121、122配置于共同的电介质基板130，但是具有与各辐射元件相应的介电常数的电介质层独立地配置在电介质基板130上。由此，能够针对辐射元件121、122分别独立地调整表面波的强度，因此即使配置于共同的电介质基板130，也能够适当地扩大双方的辐射元件121、122的频带宽度。并且，在天线模块100中，关于辐射元件与接地电极GND的距离，也被设定成高频侧的辐射元件122的该距离比低频侧的辐射元件121的该距离短。通过设为这种结构，能够抑制在高频侧的辐射元件122容易产生的不想要的模式的谐振。
这样，在实施方式1的天线模块100中，针对各辐射元件独立地设定其与接地电极之间的距离以及电介质层的介电常数，因此即使是不同频带的辐射元件配置于共同的电介质基板的结构，也能够提高各辐射元件的天线特性。
(变形例1)
在实施方式1中，说明了以下结构：在电介质基板中，与辐射元件相应地变更接地电极的位置，由此调整辐射元件与接地电极之间的距离。
在变形例1中，说明以下结构：将接地电极配置于电介质基板的相同的层，通过使辐射元件的位置不同来调整辐射元件与接地电极之间的距离。
图3是变形例1的天线模块100A的侧视透视图。参照图3，在天线模块100A的天线元件120A中，与辐射元件121相向的区域(第一部分)中的接地电极GND以及与辐射元件122相向的区域(第二部分)中的接地电极GND均形成于相同的层。另一方面，辐射元件122形成于比辐射元件121靠下表面132侧的层。由此，辐射元件122与接地电极GND之间的距离H2变得比辐射元件121与接地电极GND之间的距离H1短。
此外，在天线模块100A中，在辐射元件122的辐射面侧，除了配置电介质层152以外还配置电介质基板130的一部分，因此与天线模块100相比，辐射元件121上的总计的电介质的厚度增加。因此，为了实现与实施方式1中的电介质层152相同的介电常数，需要使变形例1中的电介质层152的介电常数比实施方式1的情况下的电介质层152的介电常数小。
如以上那样，在变形例1的天线模块100A中，也针对各辐射元件独立地设定其与接地电极之间的距离以及电介质层的介电常数，因此即使是不同频带的辐射元件配置于共同的电介质基板的结构，也能够提高各辐射元件的天线特性。
(阵列天线)
图4和图5是表示使在实施方式1或变形例1中说明的天线模块如图1那样形成阵列的例子的图。
图4是用于说明形成阵列的第一例的天线模块100B的图。图4的上层(图4的(A))是天线模块100B的俯视图，下层(图4的(B))是俯视图的线IV-IV处的截面图。在天线模块100B的天线装置120B中，辐射元件121、122沿X轴方向和Y轴方向交替地配置从而形成阵列。更具体地说，在图4中的第一行，4个辐射元件121与3个辐射元件122交替地配置，在第二行，3个辐射元件121与4个辐射元件122交替地配置。
而且，在辐射元件121的上部配置有电介质层151，在辐射元件122的上部配置有电介质层152。此外，为了易于说明，在图4和后述的图5中，省略了电介质层151、152的与辐射元件121、122重叠的部分的阴影。
图5是用于说明形成阵列的第二例的天线模块100C的图。图5的上层(图5的(A))是天线模块100C的俯视图，下层(图5的(B))是俯视图的线V-V处的截面图。在天线模块100C的天线装置120C中，在电介质基板130的X轴的负方向的区域RG1二维排列有6个辐射元件121，在电介质基板130的X轴的正方向的区域RG2配置有6个辐射元件122。
而且，在区域RG1，6个辐射元件121被电介质层151覆盖，在区域RG2，6个辐射元件122被电介质层152覆盖。此外，第二例中的“6个辐射元件121”及“6个辐射元件122”与本公开中的“第一天线组”及“第二天线组”分别对应。
此外，在天线模块100B、100C中，与天线模块100、100A同样地，高频侧的辐射元件122与接地电极GND之间的距离被设定为比低频侧的辐射元件121与接地电极GND之间的距离短。
这样，在阵列天线中，也用适于各辐射元件的电介质层覆盖辐射元件，并且，针对各辐射元件独立地设定辐射元件与接地电极之间的距离。因而，即使是不同频带的辐射元件配置于共同的电介质基板的结构，也能够提高各辐射元件的天线特性。
[实施方式2]
在实施方式1中，说明了低频侧的辐射元件用的电介质层的厚度与高频侧的辐射元件用的电介质层的厚度相同的情况。在实施方式2中，说明与各辐射元件对应的电介质层的厚度不同的结构。
图6是遵循实施方式2的天线模块100D的侧视透视图。天线模块100D中的天线元件120D的结构基本上与图4中说明的天线模块100B的结构类似，但是配置在电介质基板130上的电介质层151、152的厚度不同。更具体地说，使高频侧的电介质层152的厚度D2比低频侧的电介质层151的厚度D1薄(D1>D2)。
如上所述，频率越高，在辐射元件的辐射面侧配置有电介质层的情况下的对频带宽度的影响越敏感，因此优选的是，使高频侧的电介质层152的介电常数ε2比低频侧的电介质层151的介电常数ε1小(ε1>ε2)。因此，例如在使用相同的材料作为电介质层151、152的情况下，通过使电介质层152的厚度D2比电介质层151的厚度D1薄，能够实现适于各辐射元件的介电常数。
另外，高频侧的电波的波长比低频侧的电波的波长短，因此在电介质层的厚度相同的情况下，在高频侧的电介质层内产生的不想要的模式的谐振更多。因此，通过使高频侧的电介质层152的厚度D2比电介质层151的厚度D1薄，能够抑制电介质层152中的不想要的模式的谐振。
特别是，随着电介质层152的介电常数ε2变高，电介质层152中的波长缩短效应变大，因此容易产生更高阶模式的不想要的谐振。因而，优选的是，电介质层152的介电常数ε2越高，则使电介质层152的厚度D2越薄。此外，电介质层152的厚度D2也可以是零。
[实施方式3]
在实施方式3中，说明用于抑制不想要的谐振模式在辐射元件之间的传播的结构。
图7是遵循实施方式3的天线模块100E的侧视透视图。在天线模块100E的天线元件120E中，在与电介质基板130的辐射元件121相向的第一部分181同与辐射元件122相向的第二部分182之间，配置有与接地电极GND电连接的屏蔽构件170。
屏蔽构件170是由铜等导电体形成的壁状的构件。在图7的例子中，屏蔽构件170从接地电极GND起延伸至电介质基板130的上表面131。屏蔽构件170以阻截在相邻的辐射元件中产生的不想要的谐振模式的电波的方式发挥功能。因此，通过配置屏蔽构件170，能够减少因在相邻的辐射元件之间传播的不想要的谐振模式的电波引起的噪声。
更期望的是，屏蔽构件170配置于第一部分181与第二部分182的整个边界，但是也可以是仅在边界的一部分配置屏蔽构件170的结构。此外，在局部地配置屏蔽构件170的情况下，优选的是，优先配置于与辐射元件的极化方向正交的边界。
另外，屏蔽构件170的形状不限于壁状的构件，例如也可以由隔开间隔地配置的多个柱状通路形成，还可以由形成于多个电介质层的线构件或网眼形状的构件形成。并且，也可以沿着电介质基板130的侧面形成屏蔽构件170，以抑制不想要的谐振模式泄漏到天线模块外部。
另外，在如图5中说明的天线模块100C那样成批地配置同一尺寸的辐射元件的情况下，也可以在辐射元件121与辐射元件121之间和/或辐射元件122与辐射元件122之间形成屏蔽构件170。
[实施方式4]
在实施方式1～3的天线模块中，说明了各辐射元件辐射1个极化方向的电波的结构。在实施方式4和后述的实施方式5、6中，说明对能够辐射不同的2个极化方向的电波的、所谓的双极化类型的天线模块应用本公开的特征的结构。
图8是遵循实施方式4的天线模块100F的俯视图。参照图8，天线模块100F的天线装置120F与图4的天线模块100B同样地，是供辐射元件121与辐射元件122交替相邻地配置的阵列天线。在天线模块100F中，在辐射元件121、122分别设置有2个馈电点。
更具体地说，在辐射元件121中，在从电极的中心向X轴的正方向偏移的位置配置有馈电点SP1A，在从电极的中心向Y轴的负方向偏移的位置配置有馈电点SP1B。通过对馈电点SP1A供给高频信号，从辐射元件121辐射以X轴方向为极化方向的电波。另一方面，通过对馈电点SP1B供给高频信号，从辐射元件121辐射以Y轴方向为极化方向的电波。
同样地，在辐射元件122中，在从电极的中心向X轴的正方向偏移的位置配置有馈电点SP2A，在从电极的中心向Y轴的负方向偏移的位置配置有馈电点SP2B。通过对馈电点SP2A供给高频信号，从辐射元件122辐射以X轴方向为极化方向的电波。另一方面，通过对馈电点SP2B供给高频信号，从辐射元件122辐射以Y轴方向为极化方向的电波。
此外，在实施方式4的天线模块100F中，在各辐射元件中，在不同的时机或相同的时机对2个馈电点供给相同的高频信号。
在这种双极化类型的天线模块100F中，也与辐射元件121、122对应地配置电介质层，并且使高频侧的辐射元件122与接地电极GND之间的距离比低频侧的辐射元件121与接地电极GND之间的距离短，由此能够提高天线特性。
[实施方式5]
图9是遵循实施方式5的天线模块100G的俯视图。参照图9，在天线模块100G的天线装置120G中，辐射元件121与图8的天线模块100F同样地，以各边沿着X轴或Y轴延伸的方式配置，构成为能够辐射以X轴方向为极化方向的电波和以Y轴方向为极化方向的电波。
另一方面，在辐射元件122中，各边以相对于辐射元件121的边倾斜的方式配置。换言之，天线模块100G为使图8的天线模块100F中的辐射元件122相对于各电极的中心进行旋转而成的结构。在图9的例子中，辐射元件122的倾斜角为45°，从辐射元件122辐射以相对于从辐射元件121辐射的电波的极化方向倾斜45°的方向为极化方向的电波。此外，辐射元件122的倾斜角不限定于45°，也可以是0°～45°的范围内的任意角度。
通过像这样使辐射元件倾斜，特别是在相对于辐射元件而言接地电极GND的尺寸受限定的情况下，能够扩大极化方向上的从辐射元件的端部到电介质基板的端部的距离。由此，能够扩大所辐射的电波的频带宽度。另外，从辐射元件121辐射的电波的极化方向与从辐射元件122辐射的电波的极化方向不同，因此能够提高从各辐射元件辐射的电波之间的隔离度。
此外，在图9的例子中，说明了使高频侧的辐射元件122倾斜的例子，但是也可以取而代之地使低频侧的辐射元件121倾斜。或者，也可以使辐射元件121和辐射元件122双方倾斜地配置。
在如上所述那样配置了辐射元件的天线模块中，也与辐射元件121、122对应地配置电介质层，并且使高频侧的辐射元件122与接地电极GND之间的距离比低频侧的辐射元件121与接地电极GND之间的距离短，由此能够提高天线特性。
[实施方式6]
在实施方式6中，说明从各辐射元件的各极化方向辐射不同的高频信号的电波的结构。
图10是遵循实施方式6的天线模块100H的俯视图。参照图10，天线模块100H的天线装置120H基本上具有与图8的天线模块100F的天线装置120F同样的结构，但是在高频侧的辐射元件122中，馈电点SP2A配置于从电极的中心向Y轴的负方向偏移的位置，馈电点SP2B配置于从电极的中心向X轴的正方向偏移的位置。
在天线模块100H中，对辐射元件121中的馈电点SP1A供给第一信号，对馈电点SP1B供给内容与第一信号的内容不同的第二信号。即，从1个辐射元件以各不相同的极化方向辐射互不相同的内容的信号的电波。
另外，在辐射元件122中，也对馈电点SP2A供给第一信号，对馈电点SP1B供给第二信号。即，从辐射元件121、122以不同的频率辐射第一信号和第二信号的电波。
此时，从辐射元件121辐射的第一信号的电波以X轴方向为极化方向，从辐射元件122辐射的第一信号的电波以Y轴方向为极化方向。同样地，从辐射元件121辐射的第二信号的电波以Y轴方向为极化方向，从辐射元件122辐射的第二信号的电波以X轴方向为极化方向。
通过像这样从具有互不相同的频带的2个辐射元件使用彼此正交的极化方向的电波辐射相同内容的信号，能够提高从各辐射元件辐射的信号的隔离度。
而且，在这种结构的天线模块中，也与辐射元件121、122对应地配置电介质层，并且使高频侧的辐射元件122与接地电极GND之间的距离比低频侧的辐射元件121与接地电极GND之间的距离短，由此能够提高天线特性。
[实施方式7]
在上述的各实施方式的天线模块中，说明了针对辐射元件121和辐射元件122配置不同的介电常数的电介质层的结构。在实施方式7中，说明在辐射元件121、122上配置有共同的电介质层的结构。
图11是遵循实施方式7的天线模块100I的侧视透视图。参照图11，在天线模块100I的天线装置120I中，与上述的实施方式1～6同样地，辐射元件122与接地电极GND之间的距离比辐射元件121与接地电极GND之间的距离短，但是在辐射元件121、122配置有共同的电介质层153。
此外，如上所述，频率越高，则配置在辐射元件上的电介质层造成的影响越敏感。因此，实质上，电介质层153的介电常数被设定为适于高频侧的辐射元件122的介电常数。
在这种结构中，无法充分地提高辐射元件121、122中的一方的频带宽度，但是能够根据辐射元件来调整辐射元件与接地电极GND的距离，因此能够抑制高频侧的辐射元件122中的不想要的模式的谐振。
[实施方式8]
在上述的各实施方式的天线模块中，说明了配置于电介质基板130的辐射元件121、122双方均为平板形状的贴片天线的结构。在实施方式8中，说明低频侧的辐射元件是偶极天线的情况下的结构。
图12是遵循实施方式7的天线模块100J的俯视图和侧视透视图。参照图12，在天线模块100J的天线装置120J中具有将图2示出的天线模块100中的辐射元件121置换为辐射元件121J的结构。在天线模块100J中，不重复说明与图2重复的要素。
辐射元件121J是偶极天线，以在电介质基板130中的第一部分181的中央附近处沿X轴方向延伸的方式配置。并且，辐射元件121J以使电介质基板130中的辐射元件121J与接地电极GND之间的距离H1比平板形状的辐射元件122与接地电极GND之间的距离H2长的方式配置。换言之，平板形状的辐射元件122与接地电极GND之间的距离H2比辐射元件121J与接地电极GND之间的距离H1短。而且，以覆盖辐射元件121J的方式在第一部分181配置电介质层151，以覆盖辐射元件122的方式在第二部分182配置电介质层152。
一般来说，已知偶极天线离接地电极GND越远则特性提高得越多。因此，在将偶极天线用作低频侧的辐射元件、将贴片天线用作高频侧的辐射元件的情况下，通过使配置偶极天线的区域中的辐射元件与接地电极GND之间的距离比配置贴片天线的区域中的辐射元件与接地电极GND之间的距离长，能够抑制偶极天线的特性的下降。
(变形例)
在变形例中，说明与图12同样地将偶极天线用作低频侧的辐射元件的情况下的偶极天线的不同配置。
图13是遵循变形例的天线模块100K的俯视图和侧视透视图。参照图13，在天线模块100K的天线装置120K中，具有将图12的天线模块100J中的辐射元件121J置换为辐射元件121K的结构。辐射元件121K也是偶极天线，但是辐射元件121K接近电介质基板130的X轴的负方向上的侧面地沿着Y轴配置。而且，辐射元件121K以使电介质基板130中的辐射元件121K与接地电极GND之间的距离H1比平板形状的辐射元件122与接地电极GND之间的距离H2长的方式配置。
在变形例的天线模块100K中，也使配置偶极天线的区域中的辐射元件与接地电极GND之间的距离比配置贴片天线的区域中的辐射元件与接地电极GND之间的距离长，由此能够抑制偶极天线的特性的下降。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围是由权利要求书表示，而不是由上述的实施方式的说明表示，本发明的范围旨在包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。
附图标记说明
10：通信装置；121、122：辐射元件；100、100A～100I：天线模块；110：RFIC；111A～111H、113A～113H、117A、117B：开关；112AR～112HR：低噪声放大器；112AT～112HT：功率放大器；114A～114H：衰减器；115A～115H：移相器；116A、116B：信号合成/分波器；118A、118B：混合器；119A、119B：放大电路；120、120A～120I：天线装置；130：电介质基板；141、142：馈电布线；151～153：电介质层；160：焊锡凸块；170：屏蔽构件；181：第一部分；182：第二部分；200：BBIC；GND：接地电极；SP1、SP1A、SP1B、SP2、SP2A、SP2B：馈电点。

Claims (14)

1.一种天线模块，具备：
电介质基板；
第一辐射元件，其配置于所述电介质基板；
第二辐射元件，在从所述电介质基板的法线方向俯视的情况下，所述第二辐射元件与所述第一辐射元件相邻地配置；
接地电极，其与所述第一辐射元件及所述第二辐射元件相向地配置；以及
第一电介质层，其以覆盖所述第一辐射元件的方式配置，
其中，所述第一辐射元件能够辐射第一频带的电波，
所述第二辐射元件能够辐射比所述第一频带高的第二频带的电波，
所述第一电介质层的介电常数比所述电介质基板的介电常数高，
所述第二辐射元件与所述接地电极之间的距离比所述第一辐射元件与所述接地电极之间的距离短。
2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，
所述第二辐射元件在所述电介质基板的法线方向上配置于所述第一辐射元件与所述接地电极之间的位置。
3.根据权利要求1所述的天线模块，其中，
所述接地电极包括与所述第一辐射元件相向的第一部分以及与所述第二辐射元件相向的第二部分，
所述第二部分配置于在所述电介质基板的法线方向上比所述第一部分更接近所述第二辐射元件的位置。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的天线模块，其中，
还具备以覆盖所述第二辐射元件的方式配置的第二电介质层，
所述第二电介质层的介电常数比所述第一电介质层的介电常数低。
5.根据权利要求4所述的天线模块，其中，
所述第二电介质层的厚度比所述第一电介质层的厚度薄。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的天线模块，其中，
还具备屏蔽构件，在从所述电介质基板的法线方向俯视的情况下，所述屏蔽构件配置于所述第一辐射元件与所述第二辐射元件之间，所述屏蔽构件与所述接地电极电连接。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的天线模块，其中，
所述第一辐射元件和所述第二辐射元件分别构成为能够辐射不同的2个极化方向的电波。
8.根据权利要求7所述的天线模块，其中，
从所述第一辐射元件辐射的电波的极化方向与从所述第二辐射元件辐射的电波的极化方向所形成的角大于0°且小于90°。
9.根据权利要求7所述的天线模块，其中，
所述第一辐射元件和所述第二辐射元件分别具有在从所述电介质基板的法线方向俯视的情况下呈矩形的形状，
所述第一辐射元件的边与所述第二辐射元件的边所形成的角大于0°且小于90°。
10.根据权利要求7所述的天线模块，其中，
所述第一辐射元件和所述第二辐射元件分别被供给互不相同的第一信号和第二信号，
从所述第一辐射元件辐射的与所述第一信号对应的电波的极化方向与从所述第二辐射元件辐射的与所述第一信号对应的电波的极化方向正交。
11.一种天线模块，具备：
电介质基板；
第一辐射元件，其配置于所述电介质基板；
第二辐射元件，在从所述电介质基板的法线方向俯视的情况下，所述第二辐射元件与所述第一辐射元件相邻地配置；
接地电极，其与所述第一辐射元件及所述第二辐射元件相向地配置；以及
电介质层，其以覆盖所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的方式配置，
其中，所述第一辐射元件能够辐射第一频带的电波，
所述第二辐射元件能够辐射比所述第一频带高的第二频带的电波，
所述电介质层的介电常数比所述电介质基板的介电常数高，
所述第二辐射元件与所述接地电极之间的距离比所述第一辐射元件与所述接地电极之间的距离短。
12.一种天线模块，具备：
电介质基板；
第一天线组，其配置于所述电介质基板，包括至少1个第一辐射元件；
第二天线组，其包括至少1个第二辐射元件，在从所述电介质基板的法线方向俯视的情况下，所述第二天线组与所述第一天线组相邻地配置；
接地电极，其与所述第一天线组及所述第二天线组相向地配置；以及
电介质层，其以覆盖所述第一天线组的方式配置，
其中，所述至少1个第一辐射元件能够辐射第一频带的电波，
所述至少1个第二辐射元件能够辐射比所述第一频带高的第二频带的电波，
所述电介质层的介电常数比所述电介质基板的介电常数高，
所述第二天线组与所述接地电极之间的距离比所述第一天线组与所述接地电极之间的距离短。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的天线模块，其中，
还具备对各辐射元件供给高频信号的馈电电路。
14.一种通信装置，搭载有根据权利要求1～13中的任一项所述的天线模块。
CN202280019234.3A 2021-03-05 2022-02-16 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置 Pending CN116918183A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-035371 2021-03-05
JP2021035371 2021-03-05
PCT/JP2022/006144 WO2022185917A1 (ja) 2021-03-05 2022-02-16 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116918183A true CN116918183A (zh) 2023-10-20

Family

ID=83154122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280019234.3A Pending CN116918183A (zh) 2021-03-05 2022-02-16 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230411870A1 (zh)
CN (1) CN116918183A (zh)
WO (1) WO2022185917A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230052577A (ko) * 2021-10-13 2023-04-20 삼성전기주식회사 칩 패치 안테나 및 칩 패치 안테나 모듈
WO2023090139A1 (ja) * 2021-11-17 2023-05-25 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
WO2024034188A1 (ja) * 2022-08-10 2024-02-15 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

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02107003A (ja) * 1988-10-15 1990-04-19 Matsushita Electric Works Ltd アンテナ装置
JPH0936647A (ja) * 1995-07-19 1997-02-07 Matsushita Electric Works Ltd マイクロストリップアンテナの製造方法
JP3895175B2 (ja) * 2001-12-28 2007-03-22 Ｎｔｎ株式会社 誘電性樹脂統合アンテナ
JP2005124056A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Alps Electric Co Ltd パッチアンテナ
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

Also Published As

Publication number Publication date
US20230411870A1 (en) 2023-12-21
WO2022185917A1 (ja) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112640209B (zh) 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置
US11146303B2 (en) Antenna module
US11631936B2 (en) Antenna device
CN116918183A (zh) 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置
US11936123B2 (en) Sub-array antenna, array antenna, antenna module, and communication device
US20220181766A1 (en) Antenna module and communication device equipped with the same
WO2019188413A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
US20210083380A1 (en) Antenna module and communication device equipped with the same
CN113728515A (zh) 天线模块和搭载有该天线模块的通信装置
US20230327338A1 (en) Antenna module and communication device equipped with the same
US11916312B2 (en) Antenna module, communication device mounting the same, and circuit board
WO2022138045A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
JPWO2020261806A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
US20220094074A1 (en) Antenna module, communication apparatus including the same, and circuit substrate
US11588243B2 (en) Antenna module and communication apparatus equipped with the same
US20220085521A1 (en) Antenna module and communication device equipped with the same
WO2023188969A1 (ja) アンテナモジュール
JP7283623B2 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
WO2023120467A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載する通信装置
WO2022230383A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
US20240178567A1 (en) Antenna module and communication apparatus equipped with the same
WO2022264902A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
US20240195075A1 (en) Antenna module and communication device mounted with same
WO2023090139A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
CN118302913A (zh) 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination