CN117999704A - 天线装置以及通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线装置，收容于壳体的阵列包含多个天线元件。多个天线元件与壳体的内面对置，至少一维地在第一方向上排列。波导路与阵列天线的多个天线元件耦合，从阵列天线朝向壳体的内面延伸。在波导路的端面中，壳体的内面侧的端面的从第一方向的一端到另一端的长度比阵列天线侧的端面的从第一方向的一端到另一端的长度长。能够不使天线模块大型化而实现天线增益的提高。

Description

天线装置以及通信装置

技术领域

本发明涉及天线装置以及通信装置。

背景技术

在下述的专利文献1中公开了在设置有阵列天线的基板与电介质盖之间配置有电介质隔离物的天线装置。在电介质盖的内侧的表面中与电介质隔离物对置的区域的周围配置有导电层，在电介质隔离物的侧面配置有垂直导电层。从阵列天线辐射的电波透过电介质隔离物以及电介质盖被辐射到外部。导电膜抑制表面波的产生，从而得到良好的辐射图案。

专利文献1：美国专利申请公开第2019/0312347号说明书。

人们期望阵列天线的增益提高。通过使阵列天线的面积变宽，能够提高增益。另一方面，人们期望包含阵列天线以及基板的天线模块的小型化。为了提高增益而使阵列天线的面积变宽与天线模块的小型化相反。

发明内容

本发明的目的在于提供能够不使天线模块大型化而实现天线增益的提高的天线装置。本发明的另一目的在于提供搭载有该天线装置的通信装置。

根据本发明的一观点，提供一种天线装置，具备：

壳体；

阵列天线，收容于上述壳体，与上述壳体的内面对置，包含至少一维地在第一方向上排列的多个天线元件；以及

波导路，与上述阵列天线的多个天线元件耦合，从上述阵列天线朝向上述壳体的内面延伸，

在上述波导路的端面中，上述壳体的内面侧的端面的从上述第一方向的一端到另一端的长度比上述阵列天线侧的端面的从上述第一方向的一端到另一端的长度长。

根据本发明的另一观点，提供一种天线装置，具备：

壳体；

阵列天线，收容于上述壳体，与上述壳体的内面对置，包含至少一维地在第一方向上排列的多个天线元件；以及

多个波导路，与上述阵列天线的多个天线元件的每一个耦合，从上述多个天线元件的每一个朝向上述壳体的内面延伸，

关于分别与在上述第一方向上相邻的两个天线元件耦合的两个上述波导路，上述壳体的内面侧的端面的上述第一方向的间隔比上述阵列天线侧的端面的上述第一方向的间隔宽。

根据本发明的又一观点，提供一种通信装置，具备：

上述天线装置；以及

高频集成电路，收容于上述天线装置的上述壳体，向上述阵列天线的多个天线元件供给高频信号。

波导路的壳体的内面侧的端面作为次波源进行动作。作为次波源进行动作的波导路的端面的从第一方向的一端到另一端的长度比阵列天线侧的端面的从第一方向的一端到另一端的长度长，因此能够不增大阵列天线的尺寸地扩大天线元件的有效的面积，实现增益的提高。

附图说明

图1A以及图1B分别是第一实施例的天线装置的一部分的透过立体图以及剖视图。

图2是第一实施例的一个变形例的天线装置的剖视图。

图3A、图3B以及图3C是表示第一实施例或者其变形例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

图4A以及图4B是表示第一实施例或者其变形例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

图5A、图5B以及图5C是表示第一实施例或者其变形例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

图6A、图6B以及图6C是表示第一实施例或者其变形例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

图7是表示第一实施例的变形例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

图8A以及图8B是表示第一实施例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

图9是表示第一实施例的天线装置的更具体化的其它构造的剖视图。

图10A是第二实施例的天线装置的剖视图，图10B是表示第二实施例的天线装置的更具体的结构的剖视图。

图11是表示第二实施例的变形例的天线装置的xz面内的各构成要素的配置的图。

图12是第三实施例的天线装置的剖视图。

图13是第四实施例的天线装置的剖视图。

图14是第五实施例的天线装置的剖视图。

图15是第六实施例的天线装置的剖视图。

图16是第七实施例的天线装置的剖视图。

图17是第七实施例的变形例的天线装置的剖视图。

图18是第八实施例的通信装置的框图。

具体实施方式

[第一实施例]

参照图1A以及图1B，对第一实施例的天线装置进行说明。

图1A以及图1B分别是第一实施例的天线装置的一部分的透过立体图以及剖视图。在壳体50内收容有基板10，在基板10配置有多个天线元件11、例如两个天线元件11。多个天线元件11与壳体50的内面的第一区域55A对置，一维地排列而配置，构成阵列天线12。定义将多个天线元件11排列的方向作为x方向，将第一区域55A的法线方向作为y方向的xyz正交坐标系。将从天线元件11朝向第一区域55A的方向定义为y轴的正方向。

波导路20与阵列天线12耦合，从阵列天线12朝向第一区域55A延伸。此处，“耦合”是指电磁耦合，是指电磁场、电磁波从阵列天线12流入波导路20、或者相反流入的状态。更具体而言，一个波导路20与多个天线元件11耦合。波导路20的与y轴垂直的截面从阵列天线12朝向第一区域55A在x方向上扩展。关于z方向，波导路20的截面的尺寸恒定。此外，也可以将波导路20设为从阵列天线12朝向第一区域55A在x方向以及z方向的两个方向上扩展的形状。

从y方向俯视阵列天线12时，多个天线元件11被包含在波导路20的阵列天线12侧的端面22(以下，有时称为天线侧的端面)中。将波导路20的壳体50的内面的第一区域55A侧的端面21(以下，有时称为壳体侧的端面)以及天线侧的端面22的x方向的尺寸分别标记为Lx1、Lx2。尺寸Lx1也能够定义为波导路20的壳体侧的端面21的从x方向的一端到另一端的长度。同样地，尺寸Lx2也能够定义为波导路20的天线侧的端面22的从x方向的一端到另一端的长度。

在第一实施例中，Lx1＞Lx2成立。因此，波导路20的壳体侧的端面21的面积比天线侧的端面22的面积宽。作为波导路20，例如使用金属波导管。波导路20的“端面”是指金属波导管的端部的开口部。在由金属波导管划定的内部空间充满大气。

在俯视第一区域55A时，包含波导路20的壳体侧的端面21的由电介质构成的透过窗51设置于壳体50。壳体50的透过窗51的周围由金属壁52构成。从阵列天线12辐射的电波通过波导路20内，穿透透过窗51被辐射到壳体50的外部。

接下来，对第一实施例的优异的效果进行说明。

在第一实施例的天线装置中，波导路20的天线侧的端面22包含多个天线元件11。即，天线侧的端面22的面积比多个天线元件11的凸包的面积(以下，有时仅称为阵列天线12的面积)宽。此处，凸包是指包含多个天线元件11的面积最小的多边形。并且，波导路20的壳体侧的端面21的面积比天线侧的端面22的面积宽。天线元件11成为一次波源，波导路20的壳体侧的端面21作为次波源进行动作。即，波导路20的壳体侧的端面21上的各点成为基于惠更斯菲涅耳的原理的次波的波源。作为次波源进行动作的端面21的面积比阵列天线12的面积宽，因此与单体使用阵列天线12的情况相比，能够得到高的增益。

并且，阵列天线12的面积比波导路20的壳体侧的端面21窄，因此能够实现包含阵列天线12以及基板10的天线模块的小型化。

接下来，参照图2对第一实施例的一个变形例进行说明。

图2是第一实施例的一个变形例的天线装置的剖视图。在第一实施例(图1A、图1B)中，作为波导路20，使用金属波导管。与此相对，在图2所示的变形例中，作为波导路20，使用电介质波导路。波导路20的壳体侧的端面21以及天线侧的端面22分别相当于电介质波导路的与第一区域55A对置的端面以及与阵列天线12对置的端面。

构成波导路20的电介质材料的介电常数比经由波导路20的侧面相邻的空间的介电常数高。如图2所示的变形例那样，即便使用电介质波导路作为波导路20，也能获得与第一实施例相同的效果。

在第一实施例中，在作为金属波导管的波导路20的内部空间充满大气，但也可以在内部空间填充电介质材料。以下，对采用填充电介质材料的结构的优异的效果进行说明。

设置有阵列天线12的基板10等的电介质材料的相对介电常数一般为2以上且8以下。另外，壳体50的透过窗51所使用的电介质材料的相对介电常数一般为3以上且10以下。在金属波导管内充满大气的情况下，金属波导管的内部空间的相对介电常数为1。因此，在波导路20的天线侧的端面22以及壳体侧的端面21中，阻抗的不匹配变大。若在金属波导管的内部空间填充电介质材料，则减少阻抗的不匹配。特别是，可以将在金属波导管内填充的电介质材料的介电常数设为基板10的介电常数与透过窗51的介电常数的中间的值。

并且，金属波导管内的电介质材料作为从基板10到壳体50的热路径发挥功能。在基板10搭载有高频集成电路等发热源的情况下，能够提高从发热源向壳体50的散热特性。

接下来，对第一实施例的另一变形例进行说明。

在第一实施例的天线装置中，作为阵列天线12，使用多个天线元件11在x方向上排列而成的一维阵列天线，但也可以将多个天线元件11二维地配置，构成二维阵列天线，作为阵列天线12。例如，也可以将多个天线元件11在xz面内方向上呈矩阵状配置。在该情况下，波导路20的天线侧的端面22也配置为包含多个天线元件11。该波导路20可以形成从天线侧的端面22朝向壳体侧的端面21，与y轴正交的截面的面积逐渐变宽的形状。例如，可以将波导路20形成为四棱台形状。

在第一实施例的天线装置中，在壳体50的金属壁52的一部分配置由电介质构成的透过窗51，但也可以金属壁52的部分也由电介质形成。在该情况下，波导路20与壳体50的定位的裕量提高。

接下来，参照图3A～图8B的附图，在第一实施例及其变形例的天线装置中，对固定波导路20以及基板10的具体例进行说明。图3A～图8B的附图是表示第一实施例或者其变形例的天线装置的更具体化的构造的剖视图。

在图3A所示的具体例中，通过贯通导电部件23的空洞划定波导路20。导电部件23的与第一区域55A对置的面经由粘合层24被固定在壳体50的内面。配置有多个天线元件11的基板10经由粘合层24被固定于导电部件23。作为粘合层24，能够使用粘合剂、双面胶带等。在使波导路20的壳体侧的端面21的外周线与由电介质构成的透过窗51的外周线大致一致的结构中，壳体50的金属壁52具有作为与波导路20连接的波导管的功能。

在图3B所示的具体例中，在波导路20的壳体侧的端面21以及天线侧的端面22、即与开口部对应的区域也配置有粘合层24。在图3B所示的例子中，例如，在壳体50的内面、基板10涂覆粘合剂，粘合导电部件23的情况下，不需要严格地调整粘合剂的涂覆范围，因此能够简化制造工序。另外，在粘合层24使用双面胶带的情况下，不需要剪切与波导路20的壳体侧的端面21以及天线侧的端面22对应的区域的双面胶带的作业，因此能够简化制造工序。

在图3C所示的具体例中，作为波导路20，使用电介质波导路。电介质波导路的一个端面21经由粘合层24被固定于壳体50的内面的第一区域55A。基板10经由粘合层24被固定于电介质波导路的另一个端面22。

在图4A所示的具体例中，划定波导路20的导电部件23通过螺钉25被固定于壳体50的金属壁52。基板10通过螺钉26被固定于导电部件23。壳体50的金属壁52和导电部件23可以使用相同的金属材料，也可以使用不同的金属材料。另外，也可以将壳体50的金属壁52和导电部件23一体地加工。在该情况下，不需要螺钉25。

在图4B所示的具体例中，作为波导路20，使用电介质波导路。电介质波导路支承部件27与波导路20的侧面接触。电介质波导路支承部件27的介电常数比构成波导路20的电介质材料的介电常数低。电介质波导路支承部件27从侧面包围波导路20。电介质波导路支承部件27通过螺钉25被固定于壳体50的金属壁52。基板10通过螺钉26被固定于电介质波导路支承部件27。

在图5A所示的具体例中，划定波导路20的导电部件23、基板10以及散热部件16通过固定部件28被固定于壳体50。固定部件28包括底部28A、侧壁部28B以及安装部28C。固定部件28例如由金属形成。导电部件23、基板10、散热部件16以及底部28A从壳体50的内面的第一区域55A起按顺序层叠。侧壁部28B从底部28A的边缘朝向第一区域55A延伸。在侧壁部28B的端部设置有向外侧折弯成L字状的安装部28C。安装部28C通过螺钉29被固定于壳体50的金属壁52。

导电部件23、基板10以及散热部件16通过固定部件28被压固于第一区域55A，从而利用摩擦力固定于壳体50。固定部件28以及螺钉29构成用于将波导路20、基板10以及散热部件16支承于壳体50的支承部。也可以代替螺钉29，使用将固定部件28机械式地固定于壳体50的其它固定件。从基板10经由散热部件16以及固定部件28向壳体50的金属壁52散热。若导电部件23的外周侧的侧面与固定部件28的侧壁部28B接触，则能够进一步提高散热性。

在图5B所示的具体例中，代替由图5A所示的具体例的导电部件23划定的波导路20，使用电介质波导路。其它的结构与图5A所示的具体例的结构相同。

在图5C所示的具体例中，在图5A所示的具体例的基板10的与波导路20侧的表面相反侧的表面安装有高频集成电路60。散热部件16配置在高频集成电路60与固定部件28的底部28A之间。此外，作为波导路20，也可以使用图5B所示的电介质波导路。在图5C所示的结构中，在高频集成电路60中产生的热量经由散热部件16以及固定部件28被散热到壳体50。也可以代替高频集成电路60，搭载内置有高频集成电路等的系统级封装(SiP)。

在图6A所示的具体例中，代替图5A所示的具体例的固定部件28，使用与壳体50的金属壁52一体地成形而一体化的支承部56。支承部56包括与第一区域55A隔开间隔而对置的底部56A、以及从底部56A的周缘部向金属壁52延伸的侧壁部56B。在第一区域55A与底部56A之间插入划定波导路20的导电部件23以及基板10。此外，也可以在基板10与底部56A之间插入散热部件。

在图6B所示的具体例中，代替由图6A所示的具体例的导电部件23划定的波导路20，使用电介质波导路。在波导路20的侧方配置有图4B的具体例所示的电介质波导路支承部件27。在图6B所示的具体例中，也可以在基板10与底部56A之间插入散热部件。

在图6C所示的具体例中，在图6A所示的具体例的基板10的与波导路20侧的表面相反侧的表面安装有高频集成电路60。此外，作为波导路20，也可以使用图6B所示的电介质波导路。在图6C所示的结构中，在高频集成电路60中产生的热量经由支承部56被散热到壳体50。也可以代替高频集成电路60，搭载内置有高频集成电路等的系统级封装(SiP)。也可以在高频集成电路60与底部56A之间插入散热部件。

在图7所示的具体例中，作为波导路20，使用电介质波导路，壳体50的透过窗51和波导路20被一体地成形。例如，波导路20和透过窗51由相同的电介质材料形成。此外，也可以由不同的电介质材料形成两者。在波导路20的天线侧的端面22经由粘合层24固定有基板10。

在图8A所示的具体例中，划定波导路20的导电部件23经由粘合层24被固定于壳体50的内面。基板10经由焊料58安装于母板57。将母板57固定于壳体50内的规定的位置，从而波导路20的天线侧的端面22与基板10的相对位置被固定。

在图8B所示的具体例中，基板10以及导电部件23经由焊料58安装于母板57。在导电部件23设置有经由波导路20的天线侧的端面22(开口)与波导路20连续的凹部23A。基板10配置在凹部23A内。将母板57收容于壳体50内的规定的位置，从而波导路20的壳体侧的端面21与透过窗51的相对位置被固定。

在图9所示的具体例中，天线模块45安装于母板57。天线模块45包括基板10、天线元件11、高频集成电路60、密封树脂层43、多个导体柱41以及导体膜42。高频集成电路60安装在基板10的与波导路20侧相反的表面。密封树脂层43密封高频集成电路60。多个导体柱41在厚度方向上贯通密封树脂层43。导体膜42配置在密封树脂层43的与母板57对置的表面，与多个导体柱41的一部分连接。导体膜42、以及未与导体膜42连接的导体柱41经由焊料58固定于母板57。

多个导体柱41以及导体膜42作为导热路径发挥功能，在高频集成电路60中产生的热量经由这些导热路径被散热到母板57。也可以使导体膜42与高频集成电路60的顶面(与基板10侧相反侧的面)接触。通过采用该结构，能够提高散热特性。也可以代替高频集成电路60，搭载内置有高频集成电路等的系统级封装(SiP)。

[第二实施例]

接下来，参照图10A以及图10B对第二实施例的天线装置进行说明。以下，对于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)相同的结构省略说明。

图10A是第二实施例的天线装置的剖视图。在第一实施例(图1B)中，一个波导路20与多个天线元件11耦合。与此相对，在第二实施例的天线装置中，相对于多个天线元件11的每一个各耦合一个波导路20。例如，第二实施例的天线装置具备两个天线元件11和两个波导路20，天线元件11和波导路20一对一地对应。作为波导路20，使用金属波导管。壳体50的透过窗51还对多个波导路20的每一个波导路各设置一个。

各个波导路20的与y方向平行的截面的面积在从天线侧的端面22到壳体侧的端面21之间恒定。两个波导路20倾斜为从天线侧的端面22朝向壳体侧的端面21两者的间隔变宽。因此，分别与在x方向上相邻的两个天线元件11耦合的两个波导路20的壳体侧的端面21的x方向的间隔G1比天线侧的端面22的x方向的间隔G2宽。此处，“间隔”是指两者的几何中心的间隔。在该情况下，也与第一实施例(图1A)同样，多个波导路20的端面中的壳体侧的端面21的从x方向的一端到另一端的长度Lx1比天线侧的端面22的从x方向的一端到另一端的长度Lx2长。

图10B是表示第二实施例的天线装置的更具体的结构的剖视图。通过贯通导电部件23的两个空洞分别划定波导路20。导电部件23经由粘合层24固定于壳体50的内面。基板10经由粘合层24固定于导电部件23。

接下来，对第二实施例的优异的效果进行说明。在第二实施例中，两个波导路20的壳体侧的每个端面21作为次波源进行动作。包含多个次波源的凸包的面积比由多个天线元件11构成的阵列天线12的面积宽。因此，与第一实施例同样，能够实现阵列天线12的增益的提高。

在第一实施例(图1B)中，从多个天线元件11辐射的电波在一个波导路20内重叠。因此，有时难以控制指向性。与此相对，在第二实施例的天线装置中，多个次波源和多个天线元件11一对一对应，因此能够独立地控制次波源的相位。因此，与第一实施例相比，容易控制指向性。

另外，在第一实施例(图1B)中，波导路20的截面积宽，因此容易在波导路20内产生高阶模。与此相对，在第二实施例的天线装置中，与第一实施例的天线装置相比，多个波导路20的各个截面积窄，因此能够抑制高阶模的产生。

接下来，参照图11对第二实施例的变形例的天线装置进行说明。

图11是表示第二实施例的变形例的天线装置的xz面内的各构成要素的配置的图。在第二实施例(图10A)中，多个天线元件11在x方向上排列并一维地配置。与此相对，在图11所示的变形例中，多个天线元件11配置成矩阵状。例如，配置为将x方向作为行方向的2行2列的矩阵状。

对多个天线元件11的每一个天线元件各耦合一个波导路20。作为波导路20，使用金属波导管。在波导路20的天线侧的端面22包含天线元件11。多个波导路20倾斜为从天线侧的端面22朝向壳体侧的端面21相互远离。将多个端面22的几何中心标记为C0。在从y方向俯视多个波导路20时，壳体侧的端面21配置在使天线侧的端面22沿远离几何中心C0的方向平移移动的位置。

在图11所示的变形例中，包含多个波导路20的壳体侧的端面21的凸包的面积也比包含多个天线元件11的凸包的面积宽。因此，能够抑制天线模块的大型化，并且实现阵列天线的增益的提高。

[第三实施例]

接下来，参照图12对第三实施例的天线装置进行说明。以下，对于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)相同的结构省略说明。

图12是第三实施例的天线装置的剖视图。在壳体50的内面的第一区域55A经由沿z方向延伸的直线状的角部53连接有第二区域55B。此外，角部53未必需要是两个平面相交而形成的尖的角部。例如，第一区域55A和第二区域55B也可以经由具有一定曲率的曲面而连接，也可以经由相对于第一区域55A和第二区域55B的双方倾斜的平面而连接。第三实施例的天线装置除了与第一区域55A对置的多个天线元件之外，还具备与第二区域55B对置的多个天线元件。将与第一区域55A对置的多个天线元件称为第一天线元件11A，将与第二区域55B对置的多个天线元件称为第二天线元件11B。

作为基板10，例如使用折弯成L字状的基板。第二区域55B例如与x方向垂直。将从第二天线元件11B朝向第二区域55B的方向定义为x轴的正方向。

多个第二天线元件11B平行于与x方向平行且与第一区域55A正交的假想平面(xy面)，并且在与第二区域55B平行的方向(y方向)上排列而配置。由多个第一天线元件11A构成第一阵列天线12A，由多个第二天线元件11B构成第二阵列天线12B。也可以考虑多个第一天线元件11A以及多个第二天线元件11B沿着与x方向以及y方向平行的折弯的直线一维地排列，构成一个阵列天线。

与第一实施例(图1B)中的阵列天线12、波导路20、透过窗51同样，对第一阵列天线12A配置有第一波导路20A以及第一透过窗51A，对第二阵列天线12B配置有第二波导路20B以及第二透过窗51B。使用金属波导管或者电介质波导路作为第一波导路20A以及第二波导路20B。

第二波导路20B的壳体侧的端面21B的从y方向的一端到另一端的长度Ly1比天线侧的端面22B的从y方向的一端到另一端的长度Ly2长。

接下来，对第三实施例的优异的效果进行说明。

在第三实施例中，能够不使天线模块大型化而实现第一阵列天线12A以及第二阵列天线12B各自的增益的提高。并且，使第一阵列天线12A以及第二阵列天线12B同时作为波束成形用天线进行动作，从而能够使波束成形的覆盖的范围变宽。

接下来，对第三实施例的变形例进行说明。

在第三实施例的天线装置中，连接第一区域55A和第二区域55B的角部53是直角，但第一区域55A与第二区域55B所成的角度并不限于直角。例如，也可以使角部53的角度为钝角。另外，也可以使角部53带有弧度，也可以构成为设置相对于第一区域55A以及第二区域55B倾斜的斜面，将第一区域55A和第二区域55B经由斜面连接。另外，在第三实施例的天线装置中，作为基板10，使用L字状的基板，但也可以使用不同的两张平板状的基板。

[第四实施例]

接下来，参照图13对第四实施例的天线装置进行说明。以下，对于与第三实施例的天线装置(图12)相同的结构省略说明。

图13是第四实施例的天线装置的剖视图。在第三实施例的天线装置(图12)中，相对于第一阵列天线12A的多个第一天线元件11A耦合一个第一波导路20A，相对于第二阵列天线12B的多个第二天线元件11B耦合一个第二波导路20B。与此相对，在第四实施例的天线装置中，相对于第一阵列天线12A的多个第一天线元件11A的每一个各耦合一个第一波导路20A。同样地，相对于第二阵列天线12B的多个第二天线元件11B的每一个各耦合一个第二波导路20B。相对于多个第一波导路20A以及多个第二波导路20B的每一个配置有多个第一透过窗51A以及多个第二透过窗51B。

第一阵列天线12A、第一波导路20A以及第一透过窗51A的相对的位置关系以及形状与第二实施例的天线装置(图10A)的阵列天线12、波导路20以及透过窗51的相对的位置关系以及形状相同。第二阵列天线12B、第二波导路20B以及第二透过窗51B的相对的位置关系以及形状也与第二实施例的天线装置(图10A)的阵列天线12、波导路20以及透过窗51的相对的位置关系以及形状相同。

离角部53最近的第一波导路20A和离角部53最近的第二波导路20B大致平行地延伸。将离角部53最近的第一波导路20A的壳体侧的端面21A、天线侧的端面22A、离角部53最近的第二波导路20B的壳体侧的端面21B、以及天线侧的端面22B的几何中心分别标记为CA1、CA2、CB1、CB2。几何中心CA1和CB1的间隔G1与几何中心CA2和CB2的间隔G2大致相等。

接下来，对第四实施例的优异的效果进行说明。

在第四实施例的天线装置中，与第二实施例的天线装置(图10A)同样，能够提高第一阵列天线12A以及第二阵列天线12B各自的增益、使指向性控制容易化、抑制高阶模产生。并且，与第三实施例的天线装置(图12)同样，使第一阵列天线12A以及第二阵列天线12B同时作为波束成形用天线进行动作，从而能够使波束成形的覆盖的范围变宽。

[第五实施例]

接下来，参照图14对第五实施例的天线装置进行说明。以下，对于与第四实施例的天线装置(图13)相同的结构省略说明。

图14是第五实施例的天线装置的剖视图。在第四实施例的天线装置(图13)中，离角部53最近的第一波导路20A和离角部53最近的第二波导路20B大致平行地延伸。与此相对，在第五实施例的天线装置中，离角部53最近的第一波导路20A和离角部53最近的第二波导路20B延伸为从基板10朝向壳体50的内面相互远离。因此，几何中心CA1和CB1的间隔G1比几何中心CA2和CB2的间隔G2宽。

接下来，对第五实施例的优异的效果进行说明。

在第五实施例的天线装置中，与第四实施例的天线装置相比，间隔G1较宽。因此，在使离角部53最近的第一波导路20A和第二波导路20B的壳体侧的端面21A、21B作为次波源进行动作的情况下，能够实现增益的提高。

[第六实施例]

接下来，参照图15对第六实施例的天线装置进行说明。以下，对于与第二实施例的天线装置(图10A)相同的结构省略说明。

图15是第六实施例的天线装置的剖视图。在第二实施例的天线装置(图10A)中，作为天线元件11，使用贴片天线。与此相对，在第六实施例的天线装置中，微带线路－波导管转换器31作为天线元件发挥功能。以下，对微带线路－波导管转换器31的结构的一个例子进行说明。

在俯视基板10时，在波导路20的各自的天线侧的端面22内配置有设置于基板10内的微带线路的端部35。微带线路在其端部35与波导路20耦合，耦合部位构成微带线路－波导管转换器31。在基板10的波导路20侧的表面、以及与微带线路相同的层内分别配置有接地面32、33。在比微带线路的端部35更深的层内配置有背向短路器部34。微带线路在微带线路－波导管转换器31中与波导路20耦合，从而在微带线路中传输的高频信号在波导路20内传输而被辐射到壳体50的外部。

接下来，对第六实施例的优异的效果进行说明。

在第六实施例中，多个波导路20的配置以及形状也与第二实施例的天线装置(图10A)的波导路20的配置以及形状相同。与多个波导路20的每一个相对于壳体50的内面的第一区域55A垂直延伸的结构相比，次波源的凸包的面积变宽。因此，能够实现天线装置的增益的提高。并且，在通过贴片天线、偶极天线等谐振型天线实现天线元件11的情况下，天线元件的尺寸为动作频带中的电波的波长的约1/2左右。因此，为了各个天线元件，必须确保比波长的约1/2左右的区域宽的区域。与此相对，在第六实施例的天线装置中，没有这样的限制，因此能够进一步使天线模块小型化。

[第七实施例]

接下来，参照图16对第七实施例的天线装置进行说明。以下，对于与第三实施例的天线装置(图12)相同的结构省略说明。

图16是第七实施例的天线装置的剖视图。在第三实施例的天线装置(图12)中，在壳体50的角部53，第一区域55A和第二区域55B相交为大致直角。与此相对，在第七实施例的天线装置中，与角部53对应的内面包含弯曲的曲面。将弯曲的曲面称为第三区域55C。壳体50的外侧的面也反映弯曲的面的形状而弯曲。

在第三实施例的天线装置(图12)中，作为基板10，使用折弯成大致直角的L字状的基板。与此相对，在第七实施例的天线装置中，作为基板10，使用与壳体50的内面的弯曲的第三区域55C对置的区域具有弯曲的曲面的基板。另外，在基板10的弯曲的区域配置有与第三区域55C对置的第三天线元件11C。

第三波导路20C与第三天线元件11C耦合，从第三天线元件11C朝向第三区域55C延伸。在第三实施例的天线装置(图12)中，第一波导路20A以及第二波导路20B从天线侧的端面22A、22B朝向壳体侧的端面21A、21B扩展。与此相对，在第七实施例的天线装置中，第一波导路20A、第二波导路20B以及第三波导路20C的截面的面积在从天线侧的端面22A、22B、22C到壳体侧的端面21A、21B、21C之间恒定。在与第三波导路20C的壳体侧的端面21C对应的区域设置有使电波透过的第三透过窗51C。

第一波导路20A与第三波导路20C的间隔从天线侧的端面22A、22C朝向壳体侧的端面21A、21C变宽。即，第一波导路20A的壳体侧的端面21A的几何中心CA1与第三波导路20C的壳体侧的端面21C的几何中心CC1的间隔G1比第一波导路20A的天线侧的端面22A的几何中心CA2与第三波导路20C的天线侧的端面22C的几何中心CC2的间隔G2宽。第二波导路20B和第三波导路20C的位置关系也同样。

第一天线元件11A、第三天线元件11C以及第二天线元件11B沿着沿弯曲的基板10的表面弯曲的曲线一维地排列，构成一个阵列天线。将第一天线元件11A、第三天线元件11C以及第二天线元件11B沿着的曲线的方向称为第一方向D1。与由第一波导路20A、第三波导路20C以及第二波导路20B构成的多个波导路的天线侧的端面22A、22C、22B的从第一方向D1的一端到另一端的长度L2相比，壳体侧的端面21A、21C、21B的从第一方向D1的一端到另一端的长度L1较长。

接下来，对第七实施例的优异的效果进行说明。

在第七实施例中，配置有由第一波导路20A、第三波导路20C以及第二波导路20B产生的次波源的第一方向D1的范围比配置有第一天线元件11A、第三天线元件11C以及第二天线元件11B的第一方向D1的范围大。因此，能够实现天线装置的增益的提高。

接下来，参照图17对第七实施例的变形例的天线装置进行说明。

图17是第七实施例的变形例的天线装置的剖视图。在第七实施例的天线装置中，作为基板10，使用厚度大致均匀的基板。与此相对，在图17所示的变形例中，弯曲的部分的厚度比分别与第一区域55A以及第二区域55B对置的部分的厚度薄。这样的基板10例如能够通过将厚度均匀的平板状的基板的一部分加工得较薄，使变薄的部分弯曲来制作。另外，也可以通过柔性基板连接两张平板状的基板，使柔性基板弯曲。

在第七实施例的天线装置(图16)中，壳体50的角部53的内面(第三区域55C)是弯曲的曲面。与此相对，在图17所示的变形例中，第三区域55C由相对于第一区域55A以及第二区域55B的双方倾斜的平面构成。第一区域55A和第二区域55B经由倾斜的第三区域55C而连接。

与第一区域55A对置的第一天线元件11A在第一方向D1上排列并配置有两个。第三天线元件11C例如是偶极天线。在与第一区域55A对置的部分的、和与第一区域55A对置的面相反侧的面安装有高频集成电路(RFIC)60。高频集成电路60经由配置于基板10的多个供电线15与第一天线元件11A、第二天线元件11B以及第三天线元件11C连接。

接下来，对第七实施例的另一变形例的天线装置进行说明。

在第七实施例的天线装置中，第一天线元件11A、第二天线元件11B以及第三天线元件11C在第一方向D1上一维地排列，但也可以二维地配置。

[第八实施例]

接下来，参照图18对第八实施例的通信装置进行说明。第八实施例的通信装置包括第一实施例～第七实施例的任意一个实施例或者其变形例的天线装置。

图18是第八实施例的通信装置的框图。

第八实施例的通信装置包括基带集成电路(BBIC)80、高频集成电路(RFIC)60以及天线装置40。作为天线装置40，使用第一实施例～第七实施例的任意一个实施例或者其变形例的天线装置。天线装置40包括多个天线元件11。在多个天线元件11中例如包括第一实施例(图1A、图1B)的天线元件11、第三实施例(图12)的第一天线元件11A及第二天线元件11B、第七实施例(图16)的第一天线元件11A、第二天线元件11B、第三天线元件11C等。

基带集成电路80以及高频集成电路60收容在与天线装置40的壳体50(图1A等)相同的壳体50中。例如，高频集成电路60安装于图17所示的第七实施例的变形例的天线装置的基板10。

高频集成电路60包括中频放大器61、上/下变频用混频器62、收发切换开关63、功率分配器64、多个移相器65、多个衰减器66、多个收发切换开关67、多个功率放大器68、多个低噪声放大器69以及多个收发切换开关70。

首先，对发送功能进行说明。从基带集成电路80经由中频放大器61向上/下变频用混频器62输入中频信号。上/下变频用混频器62对中频信号进行上变频生成高频信号。所生成的高频信号经由收发切换开关63被输入到功率分配器64。由功率分配器64分配的各个高频信号经由移相器65、衰减器66、收发切换开关67、功率放大器68、收发切换开关70被输入到天线元件11。

接下来，对接收功能进行说明。由多个天线元件11的每一个接收到的高频信号经由收发切换开关70、低噪声放大器69、收发切换开关67、衰减器66、移相器65被输入到功率分配器64。由功率分配器64合成的高频信号经由收发切换开关63被输入到上/下变频用混频器62。上/下变频用混频器62对高频信号进行下变频生成中频信号。所生成的中频信号经由中频放大器61被输入到基带集成电路80。此外，也可以采用上/下变频用混频器62将高频信号直接下变频为基带信号的直接变换方式。

接下来，对第八实施例的优异的效果进行说明。

作为第八实施例的通信装置所包含的天线装置40，使用第一实施例～第七实施例的任意一个实施例或者其变形例的天线装置，因此能够实现天线装置的增益的提高。

上述的各实施例为例示，当然能够进行不同的实施例所示的结构的部分的置换或者组合。不在每个实施例依次提及多个实施例的相同的结构所带来的相同的作用效果。并且，本发明并不限定于上述的实施例。例如，本领域技术人员明确能够进行各种变更、改进、组合等。

附图标记说明

10...基板；11...天线元件；11A...第一天线元件；11B...第二天线元件；11C...第三天线元件；12...阵列天线；12A...第一阵列天线；12B...第二阵列天线；15...供电线；16...散热部件；20...波导路；20A...第一波导路；20B...第二波导路；20C...第三波导路；21...波导路的壳体侧端面；21A...第一波导路的壳体侧的端面；21B...第二波导路的壳体侧的端面；21C...第三波导路的壳体侧的端面；22...波导路的天线侧的端面；22A...第一波导路的天线侧的端面；22B...第二波导路的天线侧的端面；22C...第三波导路的天线侧的端面；23...导电部件；23A...设置于导电部件的凹部；24...粘合层；25、26...螺钉；27...电介质波导路支承部件；28...固定部件；28A...固定部件的底部；28B...固定部件的侧壁部；28C...固定部件的安装部；29...螺钉；31...微带线路－波导管转换器；32、33...接地面；34...背向短路器部；35...微带线路的端部；40...天线装置；41...导体柱；42...导体膜；43...密封树脂层；45...天线模块；50...壳体；51...透过窗；51A...第一透过窗；51B...第二透过窗；51C...第三透过窗；52...金属壁；53...角部；55A...壳体的内面的第一区域；55B...壳体的内面的第二区域；55C...壳体的内面的第三区域；56...支承部；56A...底部；56B...侧壁部；57...母板；58...焊料；60...高频集成电路(RFIC)；61...中频放大器；62...上/下变频用混频器；63...收发切换开关；64...功率分配器；65...移相器；66...衰减器；67...收发切换开关；68...功率放大器；69...低噪声放大器；70...收发切换开关；80...基带集成电路。

Claims (15)

1.一种天线装置，具备：

壳体；

阵列天线，收容于所述壳体，与所述壳体的内面对置，包含至少一维地在第一方向上排列的多个天线元件；以及

波导路，与所述阵列天线的多个天线元件耦合，从所述阵列天线朝向所述壳体的内面延伸，

在所述波导路的端面中，所述壳体的内面侧的端面的从所述第一方向的一端到另一端的长度比所述阵列天线侧的端面的从所述第一方向的一端到另一端的长度长。

2.一种天线装置，具备：

壳体；

阵列天线，收容于所述壳体，与所述壳体的内面对置，包含至少一维地在第一方向上排列的多个天线元件；以及

多个波导路，与所述阵列天线的多个天线元件的每一个天线元件耦合，从所述多个天线元件的每一个天线元件朝向所述壳体的内面延伸，

关于分别与在所述第一方向上相邻的两个天线元件耦合后的两个所述波导路，所述壳体的内面侧的端面的所述第一方向的间隔比所述阵列天线侧的端面的所述第一方向的间隔宽。

3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中，

所述阵列天线的多个天线元件分别为贴片天线。

4.根据权利要求2所述的天线装置，其中，

所述阵列天线的多个天线元件分别包含微带线路的端部，

所述阵列天线的多个天线元件的每一个天线元件和所述多个波导路的每一个波导路的耦合部位构成微带线路－波导管转换器。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的天线装置，其中，

所述波导路是金属波导管。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其中，

在构成所述波导路的金属波导管的内部填充电介质材料。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的天线装置，其中，

所述波导路是电介质波导路。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的天线装置，其中，

所述壳体的内面包含经由角部连续的第一区域以及第二区域，

所述阵列天线的多个天线元件的一部分与所述第一区域对置，剩余的至少一部分与所述第二区域对置，

所述波导路包含第一波导路和第二波导路，所述第一波导路与和所述第一区域对置的天线元件耦合，所述第二波导路与和所述第二区域对置的天线元件耦合。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的天线装置，其中，

所述天线装置还具备：

基板，配置有所述阵列天线；以及

支承部，将所述基板以及所述波导路固定于所述壳体，

所述支承部包括：与所述壳体的内面中的所述阵列天线对置的第一区域隔开间隔而配置的底部、以及从所述底部延伸至所述壳体的内面并固定于所述壳体的侧壁部，

在所述第一区域与所述底部之间配置有所述波导路以及所述基板。

10.根据权利要求9所述的天线装置，其中，

所述支承部通过固定件被固定于所述壳体，或者与所述壳体一体地成形。

11.根据权利要求9或10所述的天线装置，其中，

还具备高频集成电路，所述高频集成电路安装在所述基板的与所述波导路侧相反侧的面，

所述高频集成电路与所述底部热耦合。

12.根据权利要求11所述的天线装置，其中，

所述天线装置还具备散热部件，所述散热部件配置在所述高频集成电路与所述底部之间。

13.根据权利要求1～7中任一项所述的天线装置，其中，

所述天线装置还具备：

基板，配置有所述阵列天线；

母板，安装有所述基板；以及

粘合层，将所述波导路固定于所述壳体，

通过将所述母板固定于所述壳体，所述阵列天线配置在与所述波导路耦合的位置。

14.根据权利要求1～7中任一项所述的天线装置，其中，

所述天线装置还具备：

基板，配置有所述阵列天线；以及

母板，根据所述阵列天线与所述波导路耦合的位置关系，安装有所述基板以及所述波导路，

所述母板固定于所述壳体。

15.一种通信装置，具备：

权利要求1～10、权利要求13以及权利要求14中任一项所记载的天线装置；以及

高频集成电路，收容于所述天线装置的所述壳体，向所述阵列天线的多个天线元件供给高频信号。