CN219419480U - 天线模块和连接构造 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供能够抑制天线特性的降低且抑制厚度方向的设备尺寸的增大的天线模块和连接构造。天线模块(100)包括平板状的介电体层(132)、接地电极(GND1)、辐射元件(121)以及布线电缆(300)。接地电极配置于介电体层的下表面(136)。辐射元件以与接地电极相对的方式配置于介电体层的上表面(135)。布线电缆以面向介电体层的侧面的方式配置,包含接地电极(GND2)和用于向辐射元件传递高频信号的供电线(310)。布线电缆的厚度比介电体层的厚度薄。供电线和接地电极与辐射元件和接地电极分别电连接。接地电极在介电体层的厚度方向上配置于与接地电极不同的位置。
Description
技术领域
本公开涉及天线模块和天线模块所包含的连接天线装置与布线电缆的连接构造。
背景技术
在国际公开第2018/180035号(专利文献1)中公开了如下结构:在平面天线中,形成有供电线的、挠性的介电体膜部从具有介于辐射元件与接地导体之间的介电体层的天线基座无缝地延伸设置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2018/180035号
实用新型内容
实用新型要解决的问题
在国际公开第2018/180035号(专利文献1)的结构中,为了使形成有供电线的介电体膜部从天线基座无缝地延伸设置,成为了介电体膜部一体地形成于天线基座的结构。即,介电体膜部在制造天线基座的工序中预先形成。
另一方面,存在通过在配置有辐射元件的天线装置连接单独制造的布线电缆来形成天线模块的情况。在该情况下,布线电缆通常是使用连接器或钎料而连接在天线装置的主面侧。在该情况下,包含布线电缆的设备整体的厚度变厚,因此存在天线装置的厚度由于设备的规格尺寸而被限制的可能性。
若天线装置的厚度被限制,则结果是辐射元件与接地电极之间的距离被限制。因此,存在如下可能性:辐射的电波的带宽变窄,无法实现期望的天线特性。
本公开是为了解决上述的问题而完成的,其目的在于,在天线模块中,提供能够抑制天线特性的降低且抑制厚度方向的设备尺寸的增大的、连接天线装置与布线电缆的连接构造。
用于解决问题的方案
本公开的一个技术方案的天线模块包括平板状的介电体层、第1接地电极、辐射元件以及布线电缆。第1接地电极配置于介电体层的第1面。辐射元件以与第1接地电极相对的方式配置于介电体层的第2面。布线电缆以面向介电体层的侧面的方式配置,包含第2接地电极和用于向辐射元件传递高频信号的供电线。布线电缆的厚度比介电体层的厚度薄。供电线和第2接地电极与辐射元件和第1接地电极分别电连接。第2接地电极在介电体层的厚度方向上配置于与第1接地电极不同的位置。
本公开的另一个技术方案的连接构造涉及用于将天线装置与布线电缆连接的构造。天线装置包括:平板状的介电体层;第1接地电极,其配置于介电体层的第1面;以及辐射元件,其配置于介电体层的第2面且与第1接地电极相对。布线电缆以面向介电体层的侧面的方式配置。布线电缆包含第2接地电极和用于向辐射元件传递高频信号的供电线。布线电缆的厚度比介电体层的厚度薄。供电线和第2接地电极与辐射元件和第1接地电极分别电连接。第2接地电极在介电体层的厚度方向上配置于与第1接地电极不同的位置。
本公开的一个技术方案的天线模块包括:平板状的介电体层;第1接地电极,其配置于所述介电体层的第1面;辐射元件,其配置于所述介电体层的第2面且与所述第1接地电极相对;以及布线电缆,其以面向所述介电体层的侧面的方式配置且包含第2接地电极和用于向所述辐射元件传递高频信号的供电线,所述布线电缆的厚度比所述介电体层的厚度薄,所述供电线和所述第2接地电极与所述辐射元件和所述第1接地电极分别电连接,所述第2接地电极在所述介电体层的厚度方向上配置于与所述第1接地电极不同的位置。
优选地,该天线模块还包括与所述第1接地电极和所述第2接地电极连接的连接构件。
优选地,所述第1接地电极包含从所述介电体层的端面伸出的第1伸出部,所述第2接地电极的局部与所述第1伸出部相对,所述连接构件是以与所述第1接地电极和所述第2接地电极接触的方式配置的各向异性导电膜。
优选地,所述连接构件是钎料。
优选地,所述第1接地电极包含从所述介电体层的端面伸出的第1伸出部,所述第2接地电极的局部与所述第1伸出部相对,所述第1接地电极与所述第2接地电极电容耦合。
优选地,所述布线电缆具有第1面和第2面,在所述布线电缆的第1面的与所述第1伸出部相对的部分形成有从该第1面突出的第1凸部,在所述第1凸部配置有第1电极,该第1电极与所述第1伸出部相对且与所述第2接地电极连接,所述第1电极与所述第1接地电极电容耦合。
优选地,该天线模块还包括布线部,该布线部配置于所述介电体层的第2面且与所述辐射元件连接,所述布线部包含从所述介电体层的端面伸出的第2伸出部,所述供电线的局部与所述第2伸出部相对,所述供电线与所述布线部电容耦合。
优选地,所述布线电缆具有第1面和第2面,在所述布线电缆的第2面的与所述第2伸出部相对的部分形成有从该第2面突出的第2凸部,在所述第2凸部配置有第2电极,该第2电极与所述第2伸出部相对且与所述供电线连接,所述第2电极与所述布线部电容耦合。
优选地,该天线模块还包括布线部,该布线部配置于所述介电体层的第2面且与所述辐射元件连接,所述供电线从所述布线电缆的面向所述介电体层的端面向所述辐射元件的方向伸出,所述供电线与所述布线部电连接。
优选地,所述布线电缆具有挠性。
优选地,由所述供电线和所述第2接地电极形成带状线、微带线或共面线。
本公开的另一个技术方案的连接构造是用于将天线装置与布线电缆连接的连接构造,所述天线装置包括:平板状的介电体层;第1接地电极,其配置于所述介电体层的第1面;以及辐射元件,其配置于所述介电体层的第2面且与所述第1接地电极相对,所述布线电缆以面向所述介电体层的侧面的方式配置,所述布线电缆包括:第2接地电极;以及供电线,其用于向所述辐射元件传递高频信号,所述布线电缆的厚度比所述介电体层的厚度薄,所述供电线和所述第2接地电极与所述辐射元件和所述第1接地电极分别电连接,所述第2接地电极在所述介电体层的厚度方向上配置于与所述第1接地电极不同的位置。
实用新型的效果
根据本公开的天线模块和连接构造,比天线装置的介电体层薄的布线电缆以面向该介电体层的侧面的方式配置,布线电缆的供电线与辐射元件电连接,布线电缆的接地电极与天线装置的接地电极电连接。并且,布线电缆的接地电极和天线装置的接地电极配置于介电体层的厚度方向的不同的位置。根据这样的结构,避免天线装置的主面处的与布线电缆的连接,而且,介电体层的厚度不被布线电缆限制。因而,能够抑制天线特性的降低且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。
附图说明
图1是搭载有实施方式1的天线模块的通信装置的框图。
图2是图1中的天线装置和布线电缆的俯视图和侧视透视图。
图3是图2的线III-III处的剖视图。
图4是变形例1的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图和侧视透视图。
图5是图4的线V-V处的剖视图。
图6是变形例2的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图和侧视透视图。
图7是图6的线VII-VII处的剖视图。
图8是变形例3的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图和侧视透视图。
图9是图8的IX-IX处的剖视图。
图10是实施方式2的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图和侧视透视图。
图11是图10的线XI-XI处的剖视图。
图12是变形例4的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图。
图13是实施方式3的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图和侧视透视图。
图14是图13的线XIV-XIV处的剖视图。
图15是变形例5的天线模块的天线装置和布线电缆的侧视透视图。
图16是变形例6的天线模块的天线装置和布线电缆的侧视透视图。
图17是变形例7的天线模块的天线装置和布线电缆的侧视透视图。
图18是变形例8的天线模块的天线装置和布线电缆的侧视透视图。
图19是实施方式4的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图。
图20是变形例9的天线模块的天线装置和布线电缆的俯视图。
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。此外,对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记且不重复其说明。
[实施方式1]
(通信装置的基本结构)
图1是本实施方式的通信装置10的框图的一例。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或基站等。本实施方式的天线模块100所使用的电波的频带的一例是例如以28GHz、39GHz以及60GHz等为中心频率的毫米波段的电波,但也能够应用上述以外的频带的电波。
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包括作为供电电路的一例的RFIC 110和天线装置120。通信装置10将从BBIC 200传递到天线模块100的信号在RFIC 110中上变频为高频信号,经由布线电缆300从天线装置120辐射。另外,通信装置10将利用天线装置120接收的高频信号经由布线电缆300向RFIC110传递,在进行下变频之后利用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的多个辐射元件121中的4个辐射元件121对应的结构,省略与具有同样的结构的其他辐射元件121对应的结构。此外,在图1中,示出天线装置120由配置成二维的阵列状的多个辐射元件121形成的例子,但辐射元件121不需要一定是多个,也可以是由1个辐射元件121形成天线装置120的情况。另外,多个辐射元件121也可以是配置成一列的一维阵列。在本实施方式中,以具有大致正方形的平板状的贴片天线为例来说明辐射元件121,但辐射元件121的形状也可以是圆形、椭圆形或六边形那样的其他多边形。
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以及放大电路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与放大电路119的发送侧放大器连接。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与放大电路119的接收侧放大器连接。
从BBIC 200传递的信号由放大电路119放大,由混频器118上变频。作为上变频而得到的高频信号的发送信号由信号合成/分波器116分波成4个信号,通过4个信号路径而分别向不同的辐射元件121供给。此时,通过分别地调整配置于各信号路径的移相器115A~115D的移相度,能够调整天线装置120的方向性。另外,衰减器114A~114D调整发送信号的强度。
作为由各辐射元件121接收的高频信号的接收信号分别经由不同的4个信号路径,由信号合成/分波器116合波。合波而得到的接收信号由混频器118下变频,由放大电路119放大而向BBIC 200传递。
RFIC 110例如形成为包含上述电路结构的单芯片的集成电路部件。或者,对于RFIC 110的与各辐射元件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),也可以针对每个对应的辐射元件121形成为单芯片的集成电路部件。
(天线装置与布线电缆连接的连接构造)
接着,使用图2和图3,说明图1中的连接天线装置120与布线电缆300的连接构造的细节。图2是天线装置120和布线电缆300的连接部分的俯视图(图2的(a))和侧视透视图(图2的(b))。另外,图3是图2的线III-III处的剖视图。在图2和图3中,为了容易说明,说明天线装置120包含1个辐射元件121的情况。
此外,在以后的说明中,将天线装置120的厚度方向设为Z轴方向,由X轴和Y轴规定与Z轴方向垂直的面。另外,存在将各图中的Z轴的正方向称为上表面侧、将负方向称为下表面侧的情况。
参照图2和图3,天线装置120包含介电体基板130、辐射元件121以及布线部140。介电体基板130包含介电体膜131、133、介电体层132以及接地电极GND1(第1接地电极)。
介电体层132例如是低温共烧陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)多层基板、层叠多个由环氧树脂、聚酰亚胺树脂等树脂构成的树脂层而形成的多层树脂基板、层叠多个由具有更低的介电常数的液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer:LCP)构成的树脂层而形成的多层树脂基板、层叠多个由氟树脂构成的树脂层而形成的多层树脂基板、层叠多个由PET(Polyethylene Terephthalate)材料构成的树脂层而形成的多层树脂基板或LTCC以外的陶瓷多层基板。另外,介电体基板130也可以由玻璃或塑料形成,也可以是单层的基板。
在介电体层132的上表面(第2面)135配置有介电体膜131,在该介电体膜131的上表面配置有辐射元件121。在介电体层132的下表面(第1面)136以与辐射元件121相对的方式配置有接地电极GND1。另外,在接地电极GND1的下表面配置有介电体膜133。
接地电极GND1和介电体膜133从介电体层132的端面向X轴的负方向伸出。将该伸出部分称为“伸出部137”(第1伸出部)。
布线电缆300包含介电体层305、供电线310、接地布线320以及接地电极GND2(第2接地电极)。介电体层305例如由液晶聚合物(LCP)形成。介电体层305的厚度(Z轴方向的尺寸)比介电体基板130的介电体层132的厚度薄。根据这样的结构,介电体层305作为具有挠性的挠性电缆发挥功能。
在介电体层305的下表面(第1面)307配置有接地电极GND2。在介电体层305的上表面(第2面)306配置有供电线310和沿着该供电线310的两侧延伸的接地布线320。接地布线320利用多个柱状电极(导通孔(日文:ビア))330与接地电极GND2连接。即,由供电线310和接地布线320形成共面线。
布线电缆300以介电体层305的在供电线310的延伸方向上的一端面向天线装置120的介电体层132的端面的方式配置。另外,在布线电缆300中,介电体层305的上表面306配置于与介电体层132的上表面135一致的位置。供电线310的端部从介电体层305的端面伸出,在介电体膜131的上表面处与布线部140连接。供电线310既可以通过压接等而与布线部140直接连接,也可以隔开一些间隔地电容耦合。此外,在介电体膜131上的供电线310和布线部140的部分处,与布线电缆300相比到接地电极的距离变大,该部分的阻抗与布线电缆300的阻抗不同,因此可能成为无法进行恰当的阻抗匹配的状态。因此,优选的是,尽量缩短上述部分的长度。
配置于布线电缆300的下表面的接地电极GND2的局部与伸出部137处的接地电极GND1相对。即,接地电极GND1和接地电极GND2在介电体层132的厚度方向上配置于彼此不同的位置。在该伸出部137处,接地电极GND1和接地电极GND2利用钎料150电连接。此外,虽然在图中未记载,但布线电缆300的另一端与图1的RFIC 110连接。由此,来自RFIC 110的高频信号经由布线电缆300向天线装置120的辐射元件121传递。此外,实施方式1的“钎料150”是本公开的“连接构件”的一例。
在天线装置连接单独的布线电缆而形成天线模块时,存在在天线装置的上表面或下表面处利用连接器等连接布线电缆的情况。在该情况下,包含布线电缆的设备整体的厚度变厚,因此存在天线装置(介电体层)的厚度由于设备的规格尺寸而被限制的情况。
在使用平板状的贴片天线的天线装置的情况下,通常能够通过增大辐射元件与接地电极的距离即介电体层的厚度来扩大辐射的电波的带宽。然而,若如上述那样介电体层的厚度被天线装置与布线电缆的连接形态限制,则存在无法确保期望的带宽的可能性。
在本实施方式1的天线模块中,如上述那样,使布线电缆300的接地电极GND2与天线装置120的接地电极GND1独立,并以面向介电体层132的侧面的方式配置于介电体层132的厚度方向的不同的位置,从而能够避免介电体层132的上表面135和下表面136处的与布线电缆300的连接,而且,能够不被布线电缆300的介电体层305的厚度影响地设定天线装置120的介电体层132的厚度。因此,能够扩大天线装置120的介电体层132的厚度而谋求宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。另外,布线电缆300的介电体层305的厚度比天线装置120的介电体层132的厚度薄,因此能够确保布线电缆300的挠性。
(变形例1)
在上述的实施方式1的天线模块中,说明了将布线电缆300的接地电极GND2和天线装置120的接地电极GND1钎焊连接的情况。在变形例1中,说明将布线电缆300和接地电极GND1利用各向异性导电膜连接的情况的结构例。
图4和图5是用于说明变形例1的连接天线装置120与布线电缆300的连接构造的细节的图。图4是天线装置120和布线电缆300的连接部分的俯视图(图4的(a))和侧视透视图(图4的(b))。图5是图4的线V-V处的剖视图。
此外,在图4和图5中,关于实施方式1说明的图2和图3中的钎料150替换为各向异性导电膜155,其他结构是同样的。在图4和图5中,不重复关于与实施方式1的图2和图3同样的要素的说明。
参照图4和图5,在介电体基板130的伸出部137处,在接地电极GND1与接地电极GND2之间配置有各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film:ACF)155。各向异性导电膜155是将使微细的金属粒子混合于丙烯酸树脂或环氧树脂等热固性树脂而成的材料成形为膜状而成的构件。在各向异性导电膜155中,若在利用加热器等加热的同时局部地加压,则在该加压的部分形成导电路径,未加压的部分保持绝缘性。
在实际的天线模块中,布线电缆300的接地电极GND2与天线装置120的接地电极GND1的间隔是约20μm以下,因此可能存在难以进行使用钎料的连接的情况。在那样的情况下,隔着各向异性导电膜155将布线电缆300配置于伸出部137并加热压接,从而能够容易地形成接地电极间的导电路径。
此外,变形例1的“各向异性导电膜155”是本公开的“连接构件”的一例。另外,也可以使用糊状的导电材料来代替各向异性导电膜155。
在如变形例1那样布线电缆的接地电极与天线装置的接地电极的连接使用各向异性导电膜的情况下也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。
(变形例2)
在实施方式1的布线电缆300中,说明了在介电体层305的上表面306处形成有共面线的情况的例子。在变形例2中,说明在介电体层305的下表面307处形成有共面线的结构例。
图6和图7是用于说明变形例2的连接天线装置120与布线电缆300A的连接构造的细节的图。图6是天线装置120和布线电缆300A的连接部分的俯视图(图6的(a))和侧视透视图(图6的(b))。图7是图6的线VII-VII处的剖视图。
此外,在图6和图7中,关于实施方式1说明的图2和图3中的布线电缆300替换为布线电缆300A,其他结构是同样的。在图6和图7中,不重复关于与图2和图3同样的要素的说明。
参照图6和图7,在布线电缆300A中,在介电体层305的下表面307配置有供电线310A,沿着供电线310A的两侧配置有接地电极GND2A。由供电线310A和接地电极GND2A形成共面线。
另外,在布线电缆300A的介电体层305的上表面306处,在距天线装置120侧的端部较近的区域形成有布线部340,该布线部340和下表面307的供电线310A由导通孔350连接。布线部340在天线装置120的介电体膜131的上表面处与布线部140连接。
另外,接地电极GND2A利用钎料150与伸出部137的接地电极GND1连接。根据这样的结构,来自RFIC 110的高频信号经由布线电缆300A向辐射元件121传递。
在使用变形例2那样的布线电缆300A的情况下也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。
(变形例3)
在变形例3中,说明布线电缆由微带线形成的结构例。
图8和图9是用于说明变形例3的连接天线装置120与布线电缆300B的连接构造的细节的图。图8是天线装置120和布线电缆300B的连接部分的俯视图(图8的(a))和侧视透视图(图8的(b))。图9是图8的线IX-IX处的剖视图。
此外,在图8和图9中,关于实施方式1说明的图2和图3中的布线电缆300替换为布线电缆300B,其他结构是同样的。在图8和图9中,不重复关于与图2和图3同样的要素的说明。
参照图8和图9,在布线电缆300B中,在介电体层305的上表面306配置有供电线310B,在介电体层305的下表面307配置有接地电极GND2。由供电线310B和接地电极GND2形成微带线。
另外,供电线310B与实施方式1的供电线310同样地从介电体层305的天线装置120侧的端部局部伸出,在天线装置120的介电体膜131的上表面处与布线部140连接。
另外,接地电极GND2利用钎料150与伸出部137的接地电极GND1连接。根据这样的结构,来自RFIC 110的高频信号经由布线电缆300B向辐射元件121传递。
在使用变形例3那样的布线电缆300B的情况下也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。
此外,虽然在图中未示出,但也可以将布线电缆形成为带状线。
[实施方式2]
在实施方式1和变形例1~3中,说明了布线电缆的接地电极与天线装置的接地电极直接连接的结构。在实施方式2中,说明布线电缆的接地电极与天线装置的接地电极电容耦合的结构。
图10和图11是用于说明实施方式2的连接天线装置120与布线电缆300C的连接构造的细节的图。图10是天线装置120和布线电缆300C的连接部分的俯视图(图10的(a))和侧视透视图(图10的(b))。图11是图10的线XI-XI处的剖视图。
此外,在图10和图11中,关于实施方式1说明的图2和图3中的布线电缆300替换为布线电缆300C,其他结构是同样的。在图10和图11中,不重复关于与图2和图3同样的要素的说明。
参照图10和图11,布线电缆300C成为如下结构:在实施方式1的布线电缆300的下表面侧,在与天线装置120的伸出部137相对的区域形成有从该下表面突出的凸部160。凸部160构成为包含配置于接地电极GND1与接地电极GND2之间的平板电极161和将平板电极161与接地电极GND2连接的柱状电极162。也可以在平板电极161与接地电极GND2之间配置有介电体。此外,也可以在平板电极161与接地电极GND1之间形成有空间,也可以填充有介电常数比较低的树脂等。
在图11中,示出了形成有两个凸部160的结构的例子,但凸部160的数量也可以是1个,也可以是3个以上。另外,也可以直到布线电缆300C的接地电极GND2的Y轴方向的端部为止形成有凸部160。或者,也可以在接地电极GND1侧形成有凸部。
实施方式2的“凸部160”与本公开的“第1凸部”对应。另外,实施方式2的“平板电极161”与本公开的“第1电极”对应。
根据这样的结构,平板电极161与接地电极GND1电容耦合。此时,通过变更凸部160的厚度D2而调整平板电极161与接地电极GND1的距离D3,能够调整平板电极161与接地电极GND1的电容耦合的强度,能够调整天线特性。或者,通过调整凸部160的厚度D2,能够在将平板电极161与接地电极GND1的电容耦合的强度维持为恒定的同时增加天线装置120的介电体层132的厚度D1,因此能够还有助于辐射的电波的带宽的扩大。
此外,在使接地电极GND1与接地电极GND2电容耦合的情况下,接地电极GND1的电位与接地电极GND2的电位严格来说不一致。然而,通过使用电容性元件或电感性元件等适当使阻抗匹配,能够在特定的频带中设为接地电极GND1与接地电极GND2电连接的状态而向辐射元件供电。
例如,在图12所示的变形例4中,在由微带线形成的布线电缆300D的供电线310配置端部接地的短路短截线315,从而使布线电缆300D和天线装置120的阻抗匹配。在变形例4的情况下,接地电极GND1和接地电极GND2未物理连接,但通过如上述那样利用短截线315使阻抗匹配,能够经由供电线310传递高频信号。
在使用实施方式2那样的布线电缆300C的情况下也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。而且,通过将布线电缆和天线装置的接地电极间电容耦合,能够进行天线特性的调整。
此外,在本公开中“电连接”的结构包含像实施方式1那样直接连接的情况和像实施方式2那样电容耦合的情况这两者。
[实施方式3]
在实施方式2中,说明了布线电缆的接地电极与天线装置的接地电极电容耦合的结构。在实施方式3中,说明布线电缆的供电线也与辐射元件电容耦合而传递高频信号的结构。
图13和图14是用于说明实施方式3的连接天线装置120A与布线电缆300E的连接构造的细节的图。图13是天线装置120A和布线电缆300E的连接部分的俯视图(图13的(a))和侧视透视图(图13的(b))。图14是图13的线XIV-XIV处的剖视图。
此外,在图13和图14中,实施方式2的天线装置120替换为天线装置120A,布线电缆300C替换为布线电缆300E。在图13和图14中,不重复关于与图10和图11同样的要素的说明。
参照图13和图14,天线装置120A除了介电体层132的下表面136侧的伸出部137之外,在上表面135侧也形成有伸出部138(第2伸出部)。具体而言,介电体膜131从介电体层132的形成有伸出部137的端部伸出,与辐射元件121连接的布线部140A也延伸到伸出的介电体膜131的端部。另外,在伸出部137处的介电体膜131的下表面侧以与布线部140A相对的方式配置有平板电极145。此外,布线部140A和平板电极145也可以由导通孔等直接连接。
布线电缆300E成为对在实施方式2中说明的布线电缆300C的上表面侧进一步添加从该上表面突出的凸部165而成的结构。凸部165与凸部160同样地构成为包含平板电极166和柱状电极167。平板电极166在形成于介电体层305的上表面306的供电线310与伸出部138的平板电极145之间以与供电线310和平板电极145相对的方式配置。柱状电极167与平板电极166和供电线310连接。也可以在平板电极166与供电线310之间配置有介电体。此外,也可以在平板电极145与平板电极166之间形成有空间,也可以填充有介电常数比较低的树脂等。另外,为了减小由错位导致的电容耦合的偏差,优选的是,平板电极145(或者布线部140A)的Y轴方向的尺寸和平板电极166的Y轴方向的尺寸以任一者比另一者长的方式设定。
通过设为这样的结构,在凸部165形成的平板电极166借助伸出部138的平板电极145与布线部140A电容耦合。此外,伸出部138的平板电极145不是必需的,凸部165的平板电极166也可以与布线部140A直接电容耦合。另外,在图13的结构中也是,也可以在介电体基板130的接地电极GND1侧形成有凸部。
通过变更凸部165的厚度和/或平板电极145、166的面积,能够调整平板电极166与布线部140A之间的电容耦合的强度。通过调整电容耦合的强度,能够使布线电缆300E和辐射元件121的阻抗匹配。另外,通过利用电容耦合,能够进一步增加天线装置120A的介电体层132的厚度,因此能够还有助于辐射的电波的带宽的扩大。
此外,实施方式3的“凸部160”和“凸部165”与本公开的“第1凸部”和“第2凸部”分别对应。另外,实施方式3的“平板电极161”和“平板电极166”与本公开的“第1电极”和“第2电极”分别对应。另外,在图13和图14中,说明了在布线电缆与辐射元件之间以及布线电缆和天线装置的接地电极间使用电容耦合的结构,但也可以将接地电极间的连接设为直接连接。
在使用实施方式3那样的布线电缆300E的情况下也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。而且,通过将布线电缆和天线装置的接地电极间以及供电线与辐射元件之间电容耦合,能够进行天线特性的调整。
在上述的实施方式和变形例中,说明了天线装置的接地电极GND1和布线电缆的接地电极GND2配置于Z轴方向的不同的位置的结构,但也可以是,如图15的变形例5所示,以接地电极GND1和接地电极GND2成为同一平面的方式配置布线电缆300,借助钎料150A与辐射元件121连接。
另外,在介电体基板中面向布线电缆的介电体层的侧面也可以不是均匀的平面。例如,也可以是,像图16所示的变形例6那样,在介电体层132A中,与布线电缆300相对的侧面相对于面向钎料150的侧面突出。或者,也可以是,像图17的变形例7那样,在介电体层132B中,面向钎料150的侧面相对于与布线电缆300相对的侧面突出。
而且,如图18的变形例8所示,也可以是在介电体基板130未设置伸出部的结构。在变形例8中,布线电缆300配置成埋入于介电体基板130的介电体层132的状态。介电体层132的布线电缆300侧的侧面延伸到介电体膜131、133和接地电极GND1的端部。并且,布线电缆300的供电线310经由导通孔150B与布线部140A连接,布线电缆300的接地电极GND2经由导通孔150C与介电体基板130的接地电极GND1连接。此外,供电线310与布线部140A以及接地电极GND2与接地电极GND1既可以由导通孔150B、150C直接连接,也可以像图13的天线装置120A那样通过电容耦合而耦合。
[实施方式4]
在实施方式4中,说明天线装置是包含多个辐射元件的阵列天线的情况的例子。
图19是用于说明实施方式4的天线模块的连接天线装置120B与布线电缆300B的连接构造的俯视图。参照图19,天线装置120B是包含在Y轴方向上配置成一列的4个辐射元件121-1~121-4的阵列天线。
布线电缆300B与变形例3同样地是形成为微带线的电缆。布线电缆300B的供电线310B从介电体层305的天线装置120侧的端部局部伸出,在天线装置120B的介电体膜131的上表面处与布线部140B连接。
布线部140B包含分频器170,将从布线电缆300B的供电线310B接收的高频信号分支成4个路径。分支的4个路径与4个辐射元件121-1~121-4分别连接。
虽然在图19中未示出,但布线电缆300B的接地电极在伸出部137处与天线装置120B的接地电极通过直接连接或电容耦合而电连接。此外,布线电缆也可以由实施方式1或变形例2那样的共面线形成。
在这样的阵列型的天线装置与布线电缆的连接中也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。
(变形例9)
在实施方式4中,说明了在阵列天线中将从RFIC 110经由布线电缆300B传递的高频信号利用在天线装置120B形成的分频器170分支而向各辐射元件供给的结构的例子。在变形例9中,说明对阵列天线的各辐射元件使用单独的供电线传递高频信号的情况的例子。
图20是用于说明变形例9的天线模块的连接天线装置120C与布线电缆300F的连接构造的俯视图。参照图20,天线装置120C与实施方式4的天线装置120B同样地是包含在Y轴方向上配置成一列的4个辐射元件121-1~121-4的阵列天线。
布线电缆300F包含相互平行地配置的4个供电线310-1~310-4。虽然在图20中未图示,但在布线电缆300F的下表面侧配置有接地电极,由该接地电极和各供电线形成微带线。
4个供电线310-1~310-4从介电体层305的天线装置120C侧的端部局部伸出,在天线装置120C的介电体膜131的上表面处与对应的布线部140-1~140-4分别连接。此外,虽然在图20中未示出,但布线电缆300F的接地电极在伸出部137处与天线装置120C的接地电极通过直接连接或电容耦合而电连接。
在具有这样的连接构造的阵列型的天线装置与布线电缆的连接中也是,天线装置和布线电缆成为与实施方式1同样的配置结构,因此能够谋求频带的宽频化,并且抑制厚度方向的设备尺寸的增大。
应该认为本次公开的实施方式在所有的方面为例示而并非限制。本公开的范围由权利要求书表示而不由上述的实施方式的说明表示,意图包含在与权利要求书等同的含义和范围内的所有的变更。
附图标记说明
10、通信装置;100、天线模块;110、RFIC;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、天线装置;121、121-1~121-4、辐射元件;130、介电体基板;131、133、介电体膜;132、132A、132B、305、介电体层;137、138、伸出部;140、140-1~140-4、140A、140B、340、布线部;145、161、166、平板电极;150、150A、钎料;150B、150C、350、导通孔;155、各向异性导电膜;160、165、凸部;162、167、柱状电极;170、分频器;200、BBIC;300、300A~300F、布线电缆;310、310-1~310-4、310A、310B、供电线;315、短截线;320、接地布线;GND1、GND2、GND2A、接地电极。
Claims (12)
1.一种天线模块,其特征在于,
该天线模块包括:
平板状的介电体层;
第1接地电极,其配置于所述介电体层的第1面;
辐射元件,其配置于所述介电体层的第2面且与所述第1接地电极相对;以及
布线电缆,其以面向所述介电体层的侧面的方式配置且包含第2接地电极和用于向所述辐射元件传递高频信号的供电线,
所述布线电缆的厚度比所述介电体层的厚度薄,
所述供电线和所述第2接地电极与所述辐射元件和所述第1接地电极分别电连接,
所述第2接地电极在所述介电体层的厚度方向上配置于与所述第1接地电极不同的位置。
2.根据权利要求1所述的天线模块,其特征在于,
该天线模块还包括与所述第1接地电极和所述第2接地电极连接的连接构件。
3.根据权利要求2所述的天线模块,其特征在于,
所述第1接地电极包含从所述介电体层的端面伸出的第1伸出部,
所述第2接地电极的局部与所述第1伸出部相对,
所述连接构件是以与所述第1接地电极和所述第2接地电极接触的方式配置的各向异性导电膜。
4.根据权利要求2所述的天线模块,其特征在于,
所述连接构件是钎料。
5.根据权利要求1所述的天线模块,其特征在于,
所述第1接地电极包含从所述介电体层的端面伸出的第1伸出部,
所述第2接地电极的局部与所述第1伸出部相对,
所述第1接地电极与所述第2接地电极电容耦合。
6.根据权利要求5所述的天线模块,其特征在于,
所述布线电缆具有第1面和第2面,
在所述布线电缆的第1面的与所述第1伸出部相对的部分形成有从该第1面突出的第1凸部,
在所述第1凸部配置有第1电极,该第1电极与所述第1伸出部相对且与所述第2接地电极连接,
所述第1电极与所述第1接地电极电容耦合。
7.根据权利要求1所述的天线模块,其特征在于,
该天线模块还包括布线部,该布线部配置于所述介电体层的第2面且与所述辐射元件连接,
所述布线部包含从所述介电体层的端面伸出的第2伸出部,
所述供电线的局部与所述第2伸出部相对,
所述供电线与所述布线部电容耦合。
8.根据权利要求7所述的天线模块,其特征在于,
所述布线电缆具有第1面和第2面,
在所述布线电缆的第2面的与所述第2伸出部相对的部分形成有从该第2面突出的第2凸部,
在所述第2凸部配置有第2电极,该第2电极与所述第2伸出部相对且与所述供电线连接,
所述第2电极与所述布线部电容耦合。
9.根据权利要求1所述的天线模块,其特征在于,
该天线模块还包括布线部,该布线部配置于所述介电体层的第2面且与所述辐射元件连接,
所述供电线从所述布线电缆的面向所述介电体层的端面向所述辐射元件的方向伸出,
所述供电线与所述布线部电连接。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的天线模块,其特征在于,
所述布线电缆具有挠性。
11.根据权利要求1~9中任一项所述的天线模块,其特征在于,
由所述供电线和所述第2接地电极形成带状线、微带线或共面线。
12.一种连接构造,其是用于将天线装置与布线电缆连接的连接构造,其特征在于,
所述天线装置包括:
平板状的介电体层;
第1接地电极,其配置于所述介电体层的第1面;以及
辐射元件,其配置于所述介电体层的第2面且与所述第1接地电极相对,
所述布线电缆以面向所述介电体层的侧面的方式配置,
所述布线电缆包括:
第2接地电极;以及
供电线,其用于向所述辐射元件传递高频信号,
所述布线电缆的厚度比所述介电体层的厚度薄,
所述供电线和所述第2接地电极与所述辐射元件和所述第1接地电极分别电连接,
所述第2接地电极在所述介电体层的厚度方向上配置于与所述第1接地电极不同的位置。
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