CN118302913A - 天线模块以及搭载有该天线模块的通信装置 - Google Patents

Abstract

天线模块(100)具备：第一基板(130)；第一部件(170)和第二部件(150)；第一辐射元件(120A)和第二辐射元件(120B)；以及第二基板(160)，其配置于第一基板(130)与第一部件(170)之间。第一部件(170)比第二部件(150)薄。第二基板(160)被配置成与第一辐射元件(120A)重叠。第二部件(150)被配置成与第二辐射元件(120B)重叠。

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，更特定地说，涉及一种提高天线特性的技术。

背景技术

在美国专利申请公开第2019/0103653号说明书(专利文献1)的FIG.4中记载了以下结构：在天线模块的基板的一个面配置功率控制IC、RFIC、多个天线、以及连接器等。根据专利文献1的记载，功率控制IC和RFIC被封入于屏蔽件或模制件内。

在专利文献1的FIG.11A中记载了以下结构：在天线模块的基板的一个面配置多个贴片天线，在另一个面配置能够包括RFIC等的长方体形状的部件、以及连接器。在FIG.11A所记载的天线模块中，在隔着基板与长方体形状的部件相向的位置设置有3个贴片天线，在隔着基板与连接器相向的位置设置有1个贴片天线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2019/0103653号说明书

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的天线模块中，长方体形状的部件的高度与连接器的高度之间的差异可能会对使各贴片天线的天线特性均匀造成妨碍。特别是，存在以下情况：随着该高度的差异变大并且基板面在极化方向上的宽度变窄，地的面积受到限制，绕到基板的背面的电力线的影响变大，从各贴片天线沿基板面的宽度方向辐射的极化波的特性产生大幅偏差。

本公开是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，降低当在配置有多个辐射元件的基板设置了多个部件的情况下可能产生的天线特性的偏差。

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：第一基板，其具有相向的第一面和第二面；第一部件和第二部件，该第一部件和该第二部件沿第一方向排列配置于第二面侧；第一辐射元件和第二辐射元件，该第一辐射元件和该第二辐射元件沿第一方向排列配置于第一基板中的离第一面比离第二面更近的位置；以及第二基板，其配置于第一基板与第一部件之间。第一部件在第一基板的法线方向上的厚度比第二部件在第一基板的法线方向上的厚度薄，在从第一基板的法线方向俯视的情况下，第二基板被配置成与第一辐射元件重叠，在从第一基板的法线方向俯视的情况下，第二部件被配置成与第二辐射元件重叠。

本公开的第二方面所涉及的天线模块具备：第一基板；第一部件和第二部件；以及第一辐射元件和第二辐射元件，其中，第一基板具有：第一面；第二面，其与第一面相向；以及第三面，其与第一面相向，该第三面与第一面的相向距离比第一面与第二面的相向距离长，第一部件配置于第三面，第二部件配置于第二面，第一辐射元件和第二辐射元件沿第一部件及第二部件排列的方向配置于第一基板中的离第一面比离第二面及第三面更近的位置，第一部件在第一基板的法线方向上的厚度比第二部件在第一基板的法线方向上的厚度薄，在从第一基板的法线方向俯视的情况下，第三面构成为与第一辐射元件重叠，在从第一基板的法线方向俯视的情况下，第二部件被配置成与第二辐射元件重叠。

发明的效果

在本公开所涉及的天线模块中，能够降低当在配置有多个辐射元件的基板设置了多个部件的情况下可能产生的天线特性的偏差。

附图说明

图1是应用实施方式1所涉及的天线模块的通信装置的框图。

图2是天线模块的俯视图、侧视透视图以及仰视图。

图3是示出主板经由挠性基板来与天线模块连接的例子的图。

图4是辐射元件的俯视图和侧视透视图。

图5是按调整基板的有无来比较天线模块的V极化波和H极化波的特性的图。

图6是按配置于天线模块的不同辐射元件来比较V极化波(28GHz)的峰值增益的图。

图7是按配置于天线模块的两端侧的2个辐射元件来比较V极化波(28GHz)的峰值增益的分布的图。

图8是按调整基板的有无来比较被配置成在Z轴方向上与连接器重叠的辐射元件的V极化波和H极化波的方向性的图。

图9是按调整基板的有无来比较被配置成在Z轴方向上与连接器重叠的辐射元件的28GHz的V极化波和H极化波的反射损耗的图。

图10是按调整基板的有无来比较被配置成在Z轴方向上与连接器重叠的辐射元件的39GHz的V极化波和H极化波的反射损耗的图。

图11是实施方式2所涉及的天线模块的侧视透视图和仰视图。

图12是示出在调整基板内设置传输线路的例子的图。

图13是实施方式3所涉及的天线模块的仰视图。

图14是变形例1所涉及的天线模块的侧视透视图。

图15是变形例2所涉及的天线模块的侧视透视图。

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例如是便携式电话、智能手机或平板电脑等便携式终端、具备通信功能的个人计算机、或者基站等。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例如是以28GHz和39GHz为中心频率的毫米波频带的电波。本实施方式所涉及的天线模块100也能够应用除了28GHz和39GHz以外的频带的电波。

参照图1，通信装置10具备天线模块100以及构成基带信号处理电路的BBIC(BaseBand Integrated Circuit：基带集成电路)210。天线模块100具备排列有5个辐射元件120A～120E的电介质基板130以及作为馈电电路的一例的RFIC(Radio Frequency IntegratedCircuit：射频集成电路)110。此外，在下面的说明中，有时将辐射元件120A～120E总括地称为“辐射元件120”。

辐射元件120A～120E均为相同的结构。辐射元件120A～120E均由尺寸不同的1组贴片天线121、122构成。贴片天线121、122具有大致正方形的平板形状。因而，辐射元件120由平面形状的元件构成。平面形状的元件不限于矩形的元件，也可以是圆形、椭圆形或者六边形这样的其它多边形的元件。

BBIC 210向天线模块100传递中频(IF：Intermediate Frequency)信号。天线模块100的RFIC 110将中频信号上变频为高频(RF：Radio Frequency，射频)信号。高频信号从辐射元件120辐射。RFIC 110将由辐射元件120接收到的高频信号下变频后传递到BBIC 210。

说明RFIC 110的电路结构。在RFIC 110中具有5个信号路径。各信号路径的信号被分配到辐射元件120A～120E。

RFIC 110具备开关111A～111E、113A～113E、117A、功率放大器112AT～112ET、低噪声放大器112AR～112ER、衰减器114A～114E、移相器115A～115E、信号合成/分波器116A、混合器118A以及放大电路119A。

在发送高频信号的情况下，开关111A～111E、113A～113E被切换到功率放大器112AT～112ET侧，并且开关117A与放大电路119A的发送侧放大器连接。在接收高频信号的情况下，开关111A～111E、113A～113E被切换到低噪声放大器112AR～112ER侧，并且开关117A与放大电路119的接收侧放大器连接。

从BBIC 210传递的信号被放大电路119A放大后，被混合器118A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分为5个，通过5个信号路径被馈电到各辐射元件120A～120E。此时，通过独立地对配置于各信号路径的移相器115A～115E的移相度进行调整，能够调整天线模块100整体的方向性。另外，衰减器114A～114E对发送信号的强度进行调整。

由各辐射元件120A～120E接收到的作为高频信号的接收信号分别经由不同的5个信号路径后被信号合成/分波器116A合成。合成后的接收信号被混合器118A进行下变频后，被放大电路119A放大并传递到BBIC 210。

(天线模块的结构)

图2是天线模块100的俯视图、侧视透视图以及仰视图。

图2的(A)中示出了天线模块100的俯视图。图2的(B)中示出了天线模块100的侧视透视图。图2的(C)中示出了天线模块100的仰视图。

天线模块100包括电介质基板130、辐射元件120A～120E、SiP(Systemin Package：系统级封装)150、调整基板160以及连接器170。下面，如图所示，将电介质基板130的主面的法线方向也称为“Z轴方向”，将垂直于Z轴方向的电介质基板130的长边方向也称为“Y轴方向”，将垂直于Y轴方向及Z轴方向的方向也称为“X轴方向”。另外，下面，有时将各图中的Z轴的正方向作为上表面侧、将负方向作为下表面侧来进行说明。

电介质基板130具有当从法线方向(Z轴方向)俯视时呈长方形的形状。如图2的(A)所示，在电介质基板130，辐射元件120A～120E沿Y轴方向以一定的间隔排列。各个辐射元件120A～120E由1组贴片天线121、122构成。如图2的(B)所示，各个辐射元件120A～120E配置于电介质基板130内的上表面附近。此外，也可以是，各个辐射元件120A～120E以露出于电介质基板130的上表面的方式配置。

在电介质基板130的接近下表面的位置，遍及电介质基板130的整面地配置接地电极GND。

如图2的(A)所示，电介质基板130在X轴方向上的基板宽度为W1。期望使基板宽度W1更小，以顺应天线模块100的小型化、薄型化的要求。例如，在将天线模块100配置于智能手机的侧面的情况等下，通过使天线模块100的基板宽度W1更小，能够抑制智能手机的厚度。

因此，在本实施方式中，基板宽度W1是考虑从辐射元件120辐射的电波的波长来设计的。特别是，基板宽度W1被设定为小于28GHz频带的电波的自由空间波长λ0的1/2。配置于电介质基板130的下表面侧的接地电极GND具有与W1大致同等的电极宽度，其电极宽度与电介质基板130的基板宽度W1相应地变化。

电介质基板130例如是低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-firedCeramics)多层基板。也可以利用将由环氧、聚酰亚胺等树脂构成的树脂层层叠多层而形成的多层树脂基板来构成电介质基板130。

也可以利用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来构成电介质基板130。也可以利用将由氟系树脂构成的树脂层层叠多层而形成的多层树脂基板、将由PET(PolyethyleneTerephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料构成的树脂层层叠多层而形成的多层树脂基板、或者LTCC以外的陶瓷多层基板来构成电介质基板130。

电介质基板130也可以未必是多层构造，也可以是单层的基板。如图2的(B)和图2的(C)所示，在电介质基板130的下表面侧配置SiP 150、调整基板160以及连接器170。处理器和存储器等芯片被封装化而被密封于SiP 150。SiP 150包括搭载RFIC 110的基板140。RFIC 110与辐射元件120A～120E电连接。SiP150也可以构成为包括PMIC(PowerManagement Integrated Circuit：电源管理集成电路)、功率电感等。在该情况下，PMIC和功率电感等搭载于基板140。

连接器170经由调整基板160来配置于电介质基板130的下表面侧。连接器170例如由多极连接器构成。在连接器170设置有多个端子171。在调整基板160的内部形成金属布线层161。调整基板160至少具有连接器170的安装面、金属布线层161以及向电介质基板130进行安装的安装面这3层构造。

调整基板160是所谓的有机布线基板，其包括一部分电介质，且层叠有1层以上的树脂绝缘层和1层以上的导体层。调整基板160能够由LCP基板、陶瓷基板以及聚酰亚胺基板等构成。调整基板160可以是多层基板和两面基板中的任一者。此外，也可以是，在调整基板160安装有匹配用的片式部件或去耦用的电容器等部件。

在调整基板160和电介质基板130，形成有将连接器170的端子171与SiP150连接的布线(省略图2中的图示)。

图3是示出主板200经由挠性基板180来与天线模块100连接的例子的图。在挠性基板180设置有与连接器170嵌合的多个端子(省略图示)以及将该多个端子与主板200连接的多个布线。

例如，在主板200搭载图1中示出的BBIC 210。从主板200向天线模块100发送中频信号。挠性基板180从主板200对中频信号进行中继来将其传输到连接器170。此外，也可以构成为不经由挠性基板180而是将主板200与连接器170直接连接。

(辐射元件的结构)

图4是辐射元件120的俯视图和侧视透视图。图4的(A)中示出了搭载于电介质基板130的辐射元件120的俯视图。图4的(B)中示出了搭载于电介质基板130的辐射元件120的侧视透视图。

天线模块100除了包括RFIC 110、辐射元件120以及电介质基板130以外，还包括馈电布线131～134和接地电极GND。RFIC 110与省略了图示的各种电路一起搭载于被密封在SiP 150内的基板140。

遍及电介质基板130的整面地配置的接地电极GND在电介质基板130的接近下表面的位置处与辐射元件120相向。

馈电布线131～134经由基板140将RFIC 110与辐射元件120的馈电点连接。馈电布线131～134贯通接地电极GND。通过馈电布线131～134来从RFIC 110向辐射元件120传递高频信号。

辐射元件120由1组贴片天线121、122构成。贴片天线121被配置成：贴片天线121相对于由X轴和Y轴构成的平面呈水平，且贴片天线121的相向的两个边与X轴或Y轴平行。贴片天线122也是以同样的方式配置的。另外，贴片天线121和贴片天线122被配置成各自的中心位置在Z轴方向上重叠。

贴片天线121配置于比贴片天线122接近电介质基板130的上表面侧的位置。贴片天线121的平板尺寸比贴片天线122的平板尺寸小。贴片天线121输出与贴片天线122相比频率高的电波。贴片天线121例如输出以39GHz为中心频率的毫米波频带的电波。贴片天线122例如输出以28GHz为中心频率的毫米波频带的电波。

在贴片天线121形成有2个馈电点SP1、SP2。馈电点SP1相对于贴片天线121的中心在Y轴方向上偏移，馈电点SP2相对于贴片天线121的中心在X轴方向上偏移。由此，从贴片天线121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。

贴片天线121的馈电点SP1通过馈电布线131而经由基板140来与RFIC 110连接。贴片天线121的馈电点SP2通过馈电布线132而经由基板140来与RFIC 110连接。

在贴片天线122形成有2个馈电点SP3、SP4。馈电点SP3相对于贴片天线122的中心在Y轴方向上偏移，馈电点SP4相对于贴片天线122的中心在X轴方向上偏移。由此，从贴片天线122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。

贴片天线122的馈电点SP3通过馈电布线133而经由基板140来与RFIC 110连接。贴片天线122的馈电点SP4通过馈电布线134而经由基板140来与RFIC 110连接。

如已经说明过的那样，贴片天线121输出以39GHz为中心频率的毫米波频带的电波，贴片天线122输出以28GHz为中心频率的毫米波频带的电波。

因而，由1组贴片天线121、122构成的辐射元件120是所谓的双极化和双频段类型的天线。如图1所示，在天线模块100搭载5个这种双极化和双频段类型的辐射元件120。

下面，为了简化说明，将以X轴方向为极化方向的电波称为V(Vertical：垂直)极化波，并且，将以Y轴方向为极化方向的电波称为H(Horizontal：水平)极化波。在该情况下，能够说辐射元件120是能够辐射具有V极化波的电波以及具有H极化波的电波的辐射元件。

(与天线特性的改善有关的调整基板160的功能)

在此，再次参照图2来说明调整基板160的功能。调整基板160是以改善天线模块100的天线特性为目的之一来使用的。特别是，调整基板160是为了防止辐射元件120A～120E的天线特性变得不均匀而采用的。在本实施方式中，通过使调整基板160介于电介质基板130与连接器170之间，来使从电介质基板130的下表面至连接器170的端子面的高度H3接近SiP 150的高度H2。

在从电介质基板130的法线方向俯视电介质基板130的情况下，调整基板160和连接器170被配置成与辐射元件120A重叠。在从电介质基板130的法线方向俯视电介质基板130的情况下，SiP 150被配置成与辐射元件120B～120E重叠。

连接器170在Z轴方向上的高度为H1，SiP 150在Z轴方向上的高度为H2。如根据附图也可以明确的那样，连接器170的高度H1比SiP 150的高度H2低。因此，在不经由调整基板160而将连接器170直接安装到电介质基板130的下表面的情况下，在从X轴方向观察天线模块100时，由于连接器170的高度H1与SiP 150的高度H2的不同，天线模块100产生高度差。

对于天线模块100而言，连接器170和SiP 150能够作为具有与包围天线模块100的自由空间的介电常数不同的介电常数的电介质发挥作用。因此，在不插入调整基板160而将连接器170与电介质基板130直接连接的情况下，存在于在Z轴方向上与辐射元件120B～120E重叠的位置的电介质(SiP 150)的厚度与存在于在Z轴方向上与辐射元件120A重叠的位置的电介质(连接器170)的厚度会大不相同。

特别是，构成辐射元件120的贴片天线122的V极化波的特性在辐射元件120A与辐射元件120B～120E之间可能产生偏差。

一般地说，在双极化的贴片天线中，产生从辐射元件120的极化方向上的端部朝向地延伸的电力线。电力线所通过的路径的介电常数对贴片天线的天线特性造成影响。

贴片天线121的电力线以贴片天线121为起点且以贴片天线122为地而终止。与此相对地，贴片天线122的电力线以贴片天线122为起点且以配置于电介质基板130的下表面侧的接地电极GND为地而终止。因此，与贴片天线122的电力线对应的地的尺寸取决于电介质基板130的基板宽度W1。

随着顺应天线模块100的薄型化、小型化的要求而使电介质基板130的基板宽度W1小，接地电极GND的宽度也变短。这对与贴片天线122的V极化波对应的电力线、即从贴片天线122的法线方向俯视贴片天线122的情况下沿着X轴方向绘制的电力线造成影响。这是由于接地电极GND相当于与该电力线对应的地。

与贴片天线122的V极化波对应的电力线的一部分从贴片天线122的X轴方向上的端部穿过空气层之后，并不立即碰到地而是绘制如从外侧包裹短宽度的地那样的曲线，可以说是从背侧到达地。

此时，从背侧进入地(接地电极GND)的电力线在通过空气层之后，被搭载于电介质基板130的下表面侧的连接器170和SiP 150等的地所捕捉(如果是连接器170，则被连接器的GND电极所捕捉，如果是SiP 150，则被由表面的溅射屏蔽构成的GND电极所捕捉。)。

如已经说明过的那样，在不插入调整基板160而将连接器170与电介质基板130直接连接的情况下，存在于在Z轴方向上与辐射元件120B～120E重叠的位置的SiP 150的厚度与存在于在Z轴方向上与辐射元件120A重叠的位置的连接器170的厚度大不相同。

在SiP 150的厚度与连接器170的厚度不同的情况下，通过SiP 150的电力线的路径的有效介电常数与通过连接器170的电力线的路径的有效介电常数不同。

这使得辐射元件120B～120E的贴片天线122的V极化波的特性与辐射元件120A的贴片天线122的V极化波的特性产生差异。

随着顺应天线模块100的小型化、薄型化的要求而使电介质基板130的基板宽度W1更小，与基板宽度W1相对的连接器170与SiP 150的厚度差(H2-H1)变大。

当该比率变大时，与V极化波对应地从贴片天线122延伸的很多电力线在进入存在于地的后侧的连接器170或SiP 150后进入地。因此，与地宽度相对的连接器170与SiP 150的厚度差越大，则在辐射元件120B～120E与辐射元件120A之间贴片天线122的V极化波的天线特性的差异越大。特别是，当地宽度为规定宽度以下时，连接器170与SiP 150的厚度差对天线特性造成的影响变大。

在本实施方式中，基板宽度W1被设定为小于从辐射元件120辐射的28GHz频带的电波的自由空间波长λ0的1/2。这是为了顺应天线模块100的小型化、薄型化的要求。但是，这可能成为使辐射元件120A的天线特性与辐射元件120B～120E的天线特性不均匀的原因。

关于贴片天线122的H极化波的天线特性，认为其不容易受到连接器170和SiP 150的厚度的不同以及基板宽度W1的影响。这是由于，在从贴片天线122的法线方向俯视贴片天线122的情况下，与H极化波对应的电力线是沿着Y轴方向绘制的。与该电力线对应的地、即接地电极GND在与基板宽度W1正交的方向上延伸得广。因此，与H极化波对应的电力线不用像与V极化波对应的电力线那样从背侧绕，就到达接地电极GND。

另一方面，关于贴片天线121的V极化波和H极化波的天线特性，认为它们不容易受到连接器170和SiP 150的厚度的不同以及基板宽度W1的影响。这是由于，与贴片天线121对应的地是尺寸比贴片天线121的尺寸大的贴片天线122，因此认为无需考虑通过SiP 150和连接器170的电力线。

基于以上的原因，在本实施方式中，通过使调整基板160介于电介质基板130与连接器170之间，来使从电介质基板130的下表面至连接器170的端子面的高度H3接近SiP 150的高度H2。

这样，在本实施方式中，通过使从电介质基板130的下表面至连接器170的端子面的高度H3接近SiP 150的高度H2，能够降低辐射元件120B～120E的电力线的路径的有效介电常数与辐射元件120A的电力线的路径的有效介电常数之差。由此，在本实施方式中，能够改善天线模块100的天线特性。

此外，图2的(B)中示出了“H3<H2”的关系，但是也可以对调整基板160的高度进行调整，使得“H3＝H2”。另外，只要能够使从电介质基板130的下表面至连接器170的端子面的高度H3接近SiP 150的高度H2，则也可以是“H3<H2”的关系成立的情况。

图2中示出了以下例子：在从电介质基板130的法线方向俯视电介质基板130的情况下，调整基板160被配置成与辐射元件120A的整体重叠。也可以取代这种结构，而是在从电介质基板130的法线方向俯视电介质基板130的情况下，调整基板160被配置成与辐射元件120A的一部分重叠。也就是说，在本公开中，“调整基板160被配置成与辐射元件120A重叠”具有“调整基板160被配置成与辐射元件120A的至少一部分重叠”这样的含义。

在本公开中，关于“重叠”这一用语的含义，在提及SiP 150与辐射元件120B的关系、以及连接器170与辐射元件120A的关系的情况下也应同样地理解。即，在本公开中，“SiP150被配置成与辐射元件120B重叠”具有“调整基板160被配置成与辐射元件120B的至少一部分重叠”这样的含义，“连接器170被配置成与辐射元件120A重叠”具有“连接器170被配置成与辐射元件120A的至少一部分重叠”这样的含义。

特别是，与构成为调整基板160与辐射元件120A的一部分重叠的情况相比，在构成为调整基板160与辐射元件120A的整体重叠的情况下，能够改善辐射元件120A的方向性的视轴方向上的峰值增益。

期望的是，在从天线模块100的法线方向观察天线模块100时，调整基板160大于辐射元件120A。这是由于，在调整基板160小于辐射元件120A的情况下，无法发挥对于辐射元件120A而言作为地发挥功能的调整基板160的地宽度拓宽的效果。

下面，对于证实与天线特性的改善有关的调整基板160的功能的数据，在图5～图8中示出并且分别进行说明。

(天线增益的改善例)

图5是按调整基板160的有无来比较天线模块100的V极化波和H极化波的特性的图。在图5中，将28GHz的H极化波和V极化波作为对象，来比较在天线模块100中安装调整基板160的情况与没有安装调整基板160的情况。图5所示的增益是沿视轴方向(Z轴方向)辐射电波的辐射元件120A～120E的合成增益。

如图5所示，就28GHz的H极化波而言，在有调整基板160的情况与没有调整基板160的情况之间，视轴方向的天线增益几乎看不出差异。就28GHz的V极化波而言，相比于没有安装调整基板160的情况，在安装了调整基板160的情况下，在24GHz至30GHz的频带附近，看得出视轴方向的天线增益有0.05dB左右的改善。

关于视轴方向的天线增益，就28GHz的H极化波而言，在有调整基板160的情况与没有调整基板160的情况之间，几乎看不出差异。

(V极化波(28GHz)的峰值增益)

图6是按配置于天线模块100的辐射元件120A～120E来比较V极化波(28GHz)的峰值增益的图。图7是按配置于天线模块100的两端侧的2个辐射元件120A、120E来比较V极化波(28GHz)的峰值增益的分布的图。

图6和图7中示出了分为在天线模块100中安装了调整基板160的情况与没有安装调整基板160的情况的比较例。特别是，在图7中示出了从Y轴方向观察天线模块100的情况下的峰值增益的分布。在图7中，阴影越浓则表示增益越高。

如根据已经说明过的图2可以明确的那样，在从X轴方向观察天线模块100的情况下，辐射元件120A和辐射元件120E配置于沿着Y轴方向对称的位置。同样地，在从X轴方向观察天线模块100的情况下，辐射元件120B和辐射元件120D配置于沿着Y轴方向对称的位置。

因而，如果仅考虑该对称性，则应该是：辐射元件120A的天线特性与辐射元件120E的天线特性相同，辐射元件120B的天线特性与辐射元件120D的天线特性相同。

如图6所示，辐射元件120B和辐射元件120D的峰值增益不根据调整基板160的有无而发生变化，且其增益差也不过是0.1dB左右。但是，根据图6可以了解，辐射元件120A与辐射元件120E的峰值增益之差大，通过安装调整基板160，该差变小。

这证实了，被配置成在Z轴方向上与辐射元件120B～120E重叠的电介质(SiP 150)的高度与被配置成在Z轴方向上与辐射元件120A重叠的电介质(连接器170)的高度的不同对辐射元件120A的天线特性与辐射元件120E的天线特性的差异有影响。图6示出了：通过在电介质基板130与连接器170之间设置调整基板160，辐射元件120A的天线特性向接近辐射元件120E的天线特性的方向上得到改善。

如图7所示，在设置了调整基板160的情况下，辐射元件120A的峰值增益分布也看得出在视轴方向上得到改善。

(辐射元件120A的方向性比较)

图8是按调整基板160的有无来比较被配置成在Z轴方向上与连接器170重叠的辐射元件120A的V极化波和H极化波的方向性的图。

图8中示出了增益分布图。特别是，在图8中示出了从Z轴方向观察天线模块100的情况下的峰值增益的分布。在图8中，阴影越浓则表示增益越高。

如图8所示，即使在不设置调整基板160的情况下，28GHz的频带的H极化波的峰值增益也达到4.6dBi这样的高的值。与此相对地，在不设置调整基板160的情况下，28GHz的频带的V极化波的峰值增益为2.2dBi这样的低的值。这是由于，28GHz的频带的V极化波受到电介质基板130的基板宽度W1(参照图2)的影响。换言之，相当于与V极化波对应的电力线的地的接地电极GND(参照图2)的宽度变短，由此V极化波的特性下降。

在设置了调整基板160的情况下，28GHz的频带的V极化波的峰值增益被改善为2.4dBi。另外，在设置了调整基板160的情况下，在28GHz的频带的V极化波的增益分布上也看得出视轴方向上的峰值增益得到改善。这是通过在位于在Z轴方向上与辐射元件120A重叠的位置追加调整基板160所带来的效果。

28GHz的频带的H极化波的峰值增益和增益分布在有调整基板160的情况与没有调整基板160的情况之间看不出变化。这是由于，与28GHz的频带的H极化波对应的电力线的地(接地电极GND)在电介质基板130的长边方向上广阔。

28GHz的频带的H极化波从贴片天线122输出。与28GHz的频带对应的电力线去向具有与贴片天线122的平板的一边相比足够长的宽度的地，因此该电力线不用绕到地的背侧就进入地。因而，该电力线不受配置于地的背侧的调整基板160等电介质的影响。

39GHz的频带的V极化波和H极化波的峰值增益和增益分布在有调整基板160的情况与没有调整基板160的情况之间看不出变化。这是由于，辐射元件120A的贴片天线121、122中的平板尺寸大的贴片天线122作为与39GHz的频带的V极化波及H极化波对应的电力线的地发挥功能。

(辐射元件120A的反射损耗)

图9和图10是按调整基板160的有无来比较被配置成在Z轴方向上与连接器170重叠的辐射元件120A的V极化波和H极化波的反射损耗的图。图9表示频带为28GHz的情况。图10表示频带为39GHz的情况。

无论是在图9所示的图表还是在图10所示的图表中，V极化波和H极化波的反射损耗在有调整基板160的情况与没有调整基板160的情况之间都看不出变化。因而，可知调整基板160的有无不对辐射元件120A的阻抗造成影响。这意味着，通过设置调整基板160而使辐射元件120A的V极化波的天线特性得到改善的原因与阻抗无关。即，并非通过设置调整基板160而使反射损耗得到改善，另外，也并非通过反射损耗的改善而使天线效率得以提高。

在本实施方式中，通过在电介质基板130与连接器170之间插入调整基板160，虽然输入功率不变化，但是天线的方向性变化，其结果，辐射元件120A的V极化波(28GHz)的天线特性得到改善。

如以上所说明的那样，在实施方式1所涉及的天线模块100中，通过在电介质基板130与连接器170之间插入调整基板160，来调整了隔着电介质基板130地与辐射元件120A～120E相向的部件的高度的差异。

由此，能够改善与比SiP 150的高度低的连接器170相向的辐射元件120A的天线特性。其结果，能够实现存在于与SiP 150相向的位置的辐射元件120B～120E同存在于与连接器170相向的位置的辐射元件120A的天线特性的均匀化。本实施方式在使电介质基板130的基板宽度W1更短的情况下有效。特别是，在基板宽度W1小于从辐射元件120辐射的电波的自由空间波长λ0的1/2的情况下进一步有效。

根据本实施方式，能够在顺应天线模块100的薄型化的要求的同时尽量使天线特性均匀。

在实施方式1中，作为辐射元件120的一例，列举了双极化和双频段类型的元件。但是，在本公开中，作为辐射元件120，也可以采用单极化和单频段类型的元件，还可以采用双极化和单频段类型的元件。

在实施方式1中，连接器170是第一部件的一例，SiP 150是第二部件的一例。另外，辐射元件120A是第一辐射元件的一例，辐射元件120B是第二辐射元件的一例。第一辐射元件和第二辐射元件均不限于具有2个贴片天线的1组贴片天线。第一辐射元件和第二辐射元件分别也可以由1个贴片天线构成。

[实施方式2]

图11是实施方式2所涉及的天线模块100A的侧视透视图和仰视图。在实施方式2所涉及的天线模块100A中，采用了尺寸比调整基板160的尺寸大的调整基板160A。在这一点上，实施方式2所涉及的天线模块100A与实施方式1所涉及的天线模块100不同。

调整基板160A存在在从电介质基板130的法线方向俯视电介质基板130的情况下向与SiP 150相向的一侧延伸的延伸区域。该延伸区域的端部几乎延伸至SiP 150的端。因此，如图11所示，调整基板160A延伸至比辐射元件120A与辐射元件120B的中间位置In1靠辐射元件120B侧的位置。

在连接器170与SiP 150之间形成有从连接器170通过调整基板160A去向SiP 150的传输线路201。传输线路201例如经由挠性基板180来与主板200连接。主板200经由挠性基板180向传输线路201发送中频信号。

如图11所示，在实施方式2中，传输线路201通过电介质基板130的基板面。通过电介质基板130的基板面的传输线路201被调整基板160A的基板面覆盖。因而，传输线路201形成于电介质基板130与调整基板160A的接合面。

与毫米波频带对应的中频信号变高到8GHz～15GHz左右。因此，与比其低的频带的中频信号相比，布线损耗相对变大。因而，特别是在对毫米波频带的电波进行处理的天线模块中，对中频信号的传输线路进行屏蔽的必要性高。

在电介质基板130上不设置调整基板160A的情况下，需要在电介质基板130内的布线层形成该传输线路。在该情况下，必须在电介质基板130以绕过天线布线层的方式另外形成该传输线路，使得不对已形成的天线布线层造成影响。

特别是，辐射元件120是所谓的双极化和双频段类型的天线，因此存在4条馈电布线131～134。因此，在电介质基板130的Z轴方向上的厚度中，包括辐射元件120在内的布线在基板层的厚度中所占的比例特别高。因而，在这种电介质基板130内将中频信号的传输线路从电介质基板130的端的连接器170的位置布设至SiP 150是不容易的。另外，需要避开电介质基板130内的布线层地形成传输线路，因此传输线路长度变长。

在实施方式2中，采用从连接器170的位置延伸至SiP 150的位置的调整基板160A，并在调整基板160A与电介质基板130之间形成中频信号的传输线路201。

电介质基板130被用作搭载辐射元件120的基板，因此介质损耗角正切低，相比于调整基板160A而言，是性质和品质特别好的基板。因而，通过将传输线路201布设于性质和品质好的电介质基板130的表面并利用调整基板160A将其屏蔽，能够有效地防止布线损耗。

根据实施方式2，能够形成线路长度尽量短且布线损耗尽量少的传输线路201。也可以构成为调整基板160A的端部与SIP 150的端部完全相接。

另外，根据实施方式2，能够灵活应对连接器170的规格变更的要求。一般来说，对天线模块的多极连接器的要求是多种多样的。

例如，有时基于想要改善供中频信号传输的2条传输线路201、201之间的隔离度这一理由而要求屏蔽性更好。另外，也可能有以下要求：想要使与供中频信号传输的2条传输线路201、201对应的2个端子之间的距离大。

在天线模块中不设置调整基板160A的情况下，需要变更包括电介质基板130和SiP150在内的天线模块的种类。这成为使天线模块的制造效率下降的原因。但是，在本实施方式所涉及的天线模块100A中设置调整基板160A。因此，在有这种规格变更的要求的情况下，能够通过以下方式应对：电介质基板130的用于安装调整基板160A的安装面维持原样，将调整基板160A变更为与连接器170的规格对应的调整基板。

在连接器170上例如连接挠性基板180或者挠性线缆等连接用部件，因此在Z轴方向上，连接器170附近的高度被连接用部件加高。在该情况下，可能存在如下要求：想要变更连接器170的厚度等，使得被连接用部件加高后的高度与SiP 150的高度齐平。

在天线模块中未设置有调整基板160A的情况下，为了顺应该要求，需要变更电介质基板130自身在Z轴方向上的厚度。由于在天线模块100A中设置调整基板160A，因此能够通过变更调整基板160A在Z轴方向上的尺寸来比较容易地顺应要求。

这样，调整基板160A不仅发挥调整天线特性的功能，还发挥顺应与连接器170有关的规格变更的要求来调整天线模块100A的结构的功能。

也可以将传输线路201设置成在调整基板160A内穿过。图12中示出了在调整基板160A内设置传输线路201的例子。

[实施方式3]

图13是实施方式3所涉及的天线模块100B的仰视图。实施方式3所涉及的天线模块100B是针对实施方式2所涉及的天线模块100A的调整基板160A设置了具有导电性的多个焊盘172而得到的。多个焊盘172被设置成在连接器170的周围形成L字。

多个焊盘172分别通过调整基板160A内的布线来与连接器170的多个端子171连接。例如，通过使检查用的探针50与焊盘172接触，无需使探针50与端子171直接接触就能够进行包括从端子171向SiP 150延伸的布线的电路的导通检查。

一般来说，在进行包括从多极连接器向SiP等延伸的布线的电路的导通检查的情况下，检查者使探针50与形成于多极连接器的各个端子直接接触。但是，多极连接器的端子部分形成得极为精密。例如，多极连接器的深度方向的引脚的高度根据端子而不同，另外，引脚的尺寸也小。因此，难以使探针50的前端准确地碰到作为目标的引脚。另外，反复使探针50碰到相同的引脚还可能导致引脚的配置发生变形。

根据实施方式3，无需使探针50直接碰到连接器170的端子171就能够进行导通检查。因此，根据实施方式3，能够提高使用探针50进行的导通检查的作业性，并且能够防止因导通检查而对连接器170的端子171造成不良影响。

并且，可以说，焊盘172与同连接器170的端子171连接的布线一起能够作为构成匹配电路的开路短截线发挥功能。因此，在使连接器170嵌合于调整基板160A时，能够利用作为开路短截线的焊盘172的功能来容易地取得匹配。

也可以将焊盘172设置成包围连接器170的周围。设置焊盘172的结构也可以被用到图11和图12中的任一方的天线模块100A的结构中。

[变形例1]

图14是变形例1所涉及的天线模块100的侧视透视图。在此，说明作为实施方式1而说明过的天线模块100的变形例1。但是，该变形例1也能够应用于实施方式2及3，这是不言而喻的。

在图14所示的变形例1中，图3所示的电介质基板130和调整基板160通过电介质基板1300而构成为一体。在这种变形例1被应用于实施方式2及3的情况下，电介质基板130和调整基板160A通过电介质基板1300而构成为一体。

在使用图1～图13说明的实施方式1～3中，由电介质基板130的上表面构成第一面，由电介质基板130的下表面构成第二面。与此相对地，在变形例1中，由电介质基板1300的上表面构成第一面，由电介质基板1300的下表面中的配置SiP 150的面构成第二面，由电介质基板1300的下表面中的配置连接器170的面构成第三面。如图14所示，电介质基板1300的上表面与配置连接器170的面的相向距离比电介质基板1300的上表面与配置SiP 150的面的相向距离长。

[变形例2]

图15是变形例2所涉及的天线模块100的侧视透视图。在此，说明作为实施方式1而说明过的天线模块100的变形例2。但是，该变形例2也能够应用于实施方式2及3，这是不言而喻的。

在图15所示的变形例2中，在挠性基板180配置有接地电极GND1。接地电极GND1被配置成在从电介质基板130的法线方向俯视电介质基板130的情况下至少一部分与辐射元件120A重叠。因此，接地电极GND1与调整基板160同样地对于辐射元件120A而言作为地发挥功能。根据变形例2，能够更进一步改善天线模块100的天线特性。

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非限制性的。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明示出，而是由权利要求书示出，并意图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；50：探针；100、100A、100B：天线模块；110、110A～110D：RFIC；111A～111E、113A～113E、117：开关；112AR～112ER：低噪声放大器；112AT～112ET：功率放大器；114A～114D：衰减器；115A～115D：移相器；116A：信号合成/分波器；118A：混合器；119A：放大电路；121、122：贴片天线；120、120A～120E：辐射元件；130、1300：电介质基板；131～134：馈电布线；140：基板；150：SiP；160、160A：调整基板；161：金属布线层；170：连接器；171：端子；172：焊盘；180：挠性基板；200：主板；201：传输线路；210：BBIC；d1：距离；In1：中间位置；GND、GND1：接地电极；H1、H2：高度；SP1～SP4：馈电点；W1：基板宽度。

Claims (15)

1.一种天线模块，具备：

第一基板，其具有相向的第一面和第二面；

第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件沿第一方向排列配置于所述第二面侧；

第一辐射元件和第二辐射元件，所述第一辐射元件和所述第二辐射元件沿所述第一方向排列配置于所述第一基板中的离所述第一面比离所述第二面更近的位置；以及

第二基板，其配置于所述第一基板与所述第一部件之间，

其中，所述第一部件在所述第一基板的法线方向上的厚度比所述第二部件在所述第一基板的法线方向上的厚度薄，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述第二基板被配置成与所述第一辐射元件重叠，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述第二部件被配置成与所述第二辐射元件重叠。

2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，

所述第一基板在第二方向上的尺寸小于从所述第一辐射元件和所述第二辐射元件辐射的电波的自由空间波长的1/2，其中，所述第二方向与所述第一方向正交。

3.根据权利要求1或2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是平面形状的元件。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的天线模块，其中，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述第一部件被配置成与所述第一辐射元件重叠。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的天线模块，其中，

所述第一部件是将外部基板与所述第二部件电连接的连接器。

6.根据权利要求5所述的天线模块，其中，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述第二基板大于所述第一部件且存在延伸区域，所述延伸区域延伸到所述第一部件的周围的至少一部分，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述延伸区域中的形成于与所述第二部件相向的一侧的部分延伸至比所述第一辐射元件与所述第二辐射元件的中间位置靠所述第二辐射元件侧的位置，

在所述第一部件与所述第二部件之间配置有从所述第一部件向所述第二部件传输中频信号的传输线路，

所述传输线路被所述第二基板的所述延伸区域的部分覆盖。

7.根据权利要求6所述的天线模块，其中，

所述传输线路配置于所述第一基板与所述第二基板的接合面。

8.根据权利要求6所述的天线模块，其中，

所述传输线路配置于所述第二基板内。

9.根据权利要求6～8中的任一项所述的天线模块，其中，

所述第一部件包括通过所述传输线路来与所述第二部件连接的端子，

所述第二部件包括配置于所述延伸区域且与所述端子导通的焊盘。

10.根据权利要求9所述的天线模块，其中，

所述焊盘作为构成匹配电路的短截线发挥功能。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的天线模块，其中，

所述第二部件与所述第一辐射元件及所述第二辐射元件连接，所述第二部件由将包括射频集成电路即RFIC在内的多个集成电路封装化而成的系统级封装即SIP构成。

12.根据权利要求1～11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能够辐射在所述第一方向上具有极化方向的电波以及在不同于所述第一方向的第二方向上具有极化方向的电波。

13.根据权利要求1～12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具备第一电极以及辐射与所述第一电极不同的频带的电波的第二电极。

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。

15.一种天线模块，具备：

第一基板；

第一部件和第二部件；以及

第一辐射元件和第二辐射元件，

其中，所述第一基板具有：

第一面；

第二面，其与所述第一面相向；以及

第三面，其与所述第一面相向，所述第三面与所述第一面的相向距离比所述第一面与所述第二面的相向距离长，

所述第一部件配置于所述第三面，

所述第二部件配置于所述第二面，

所述第一辐射元件和所述第二辐射元件沿所述第一部件及所述第二部件排列的方向配置于所述第一基板中的离所述第一面比离所述第二面及所述第三面更近的位置，

所述第一部件在所述第一基板的法线方向上的厚度比所述第二部件在所述第一基板的法线方向上的厚度薄，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述第三面构成为与所述第一辐射元件重叠，

在从所述第一基板的法线方向俯视的情况下，所述第二部件被配置成与所述第二辐射元件重叠。