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Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0064914 , eingereicht am 06. Juli 2010 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum, deren Offenbarungsgehalt in der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme enthalten ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antennenmodul und insbesondere ein Antennenmodul, das Breitbandeigenschaften und eine hohe Strahlungswirksamkeit im Millimeterwellenfrequenzbereich aufweist und das Signale abstrahlt, die auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats fließen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Da die Frequenzen im Millimeterwellenfrequenzband eine kurze Wellenlänge besitzen, kann die Miniaturisierung der Antenne leicht umgesetzt werden. Da die Frequenzen des Millimeterwellenfrequenzbands hervorragende Geradeausausbreitungseigenschaften im Vergleich zur Mikrowellenfrequenz besitzen und Breitbandeigenschaften besitzt, kann die Millimeterwellenfrequenz für eine Radarvorrichtung oder für Breitbandkommunikationsdienste benutzt werden. Bei der Konfiguration eines Millimeterwellenfrequenzbandsystems kann eine Art von „System an Packaging (SOP)” zum Zwecke der Miniaturisierung des Produkts und zur Kostenreduzierung angewendet werden, und als Verfahren für SOP kann LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) oder eine Flüssigkristallpolymertechnologie (LCP) in Betracht gezogen werden. Die LTCC- oder LCP-Technologie kann grundsätzlich ein Mehrschichtsubstrat benutzen, auf dem passive Bauelemente wie Kondensator, Spule, Filter oder dergleichen eingebettet sind, und dabei kann eine Miniaturisierung und eine Kostenreduktion des Moduls erzielt werden. Ebenso kann eine Aussparung beliebig auf dem Substrat gebildet werden, und dadurch kann der Freiheitsgrad bei der Konfiguration des Moduls vergrößert werden.
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Einer der Faktoren, die die Systemleistung bei der Konfiguration des Systems, das von SOP Gebrauch macht, hochgradig beeinflussen, ist die Verwirklichung einer Streifenleiterantenne. Allerdings kann im Falle einer Streifenleiterantenne, die in einem Millimeterwellenfrequenzband betrieben wird, oder insbesondere bei einem ultrahohen Frequenzband von wenigstens 60 GHz ein Signalverlust bei einem Typ von Oberflächenwellen auftreten, die auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats fließen. Dabei kann der Signalverlust sich entsprechend der Erhöhung der Dicke und der Permissivität des Substrats erhöhen. Der Signalverlust kann die Strahlungswirksamkeit der Antenne verschlechtern, um dadurch die Antennenverstärkung zu verringern.
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Darüber hinaus kann in einem Kommunikationssystem für ein 60-GHz-Frequenzband eine relativ breite Bandbreite von wenigstens 7 GHz erforderlich sein, es kann jedoch schwierig sein, eine Antenne mit der oben erwähnten breiten Bandbreite bei der Konfiguration einer herkömmlichen Streifenleiterantenne zu verwirklichen.
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Dementsprechend kann lediglich ein Antennenteil als organisches Substrat hergestellt werden, das eine relativ geringe Permissivität aufweist im Vergleich mit einem keramischen Substrat wie LTCC. Dadurch kann jedoch eine beträchtliche Zunahme der Größe und der Herstellungskosten eines Moduls verursacht werden im Vergleich mit einem Modul, das vollständig als SOP-Modul hergestellt ist und das eine auf einem einzigen LTCC-Substrat gebildete Antenne umfasst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antennenmodul anzugeben, dessen Wirkungsgrad und Verstärkung verbessert und dessen Bandbreite erhöht ist durch Unterdrücken eines Fortschreitens der Oberflächenwelle und wobei durch eine zurückstrahlende Oberflächen Wellentypsignale auf einem Mehrschichtsubstrat erzeugt werden, das eine hohe Permissivität wie LTCC (low temperature co-fired ceramics) aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Antennenmodul vorgesehen, umfassend: einen auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats gebildeten Streifenleiterantennenresonator; und
einen Oberflächenwellenstrahlungsresonator, der von dem Streifenleiterantennenresonator getrennt ausgebildet ist, wobei der Oberflächenwellenstrahlungsresonator so gebildet ist, dass er den Streifenleiterantennenresonator umgibt, so dass auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats fließende Signale von dem Streifenleiterantennenresonator abgestrahlt werden.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann als Metallband ausgebildet sein.
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Der Streifenleiterantennenresonator kann ein kreisförmiger Streifenleiter sein und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann als kreisförmiger Ring derart ausgebildet sein, dass er den Streifenleiterantennenresonator umgibt.
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Der Streifenleiterantennenresonator kann ein rechteckiger Streifenleiter sein und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann als rechteckiger Ring derart ausgebildet sein, dass er den Streifenleiterantennenresonator umgibt.
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Der Streifenleiterantennenresonator kann eine Zuleitung umfassen, die seitlich gebildet ist, und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann einen Schlitz umfassen, den die Zuleitung passiert.
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Das Antennenmodul kann ferner umfassen:
einen zweiten Oberflächenwellenstrahlungsresonator, der so ausgebildet ist, dass er dem Oberflächenwellenstrahlungsresonator in Dickenrichtung des dielektrischen Substrats entspricht; und eine Durchkontaktierung, die den Oberflächenwellenstrahlungsresonator und den zweiten Oberflächenwellenstrahlungsresonator elektrisch verbindet.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann eine Größe aufweisen, die in der Lage ist, in dem Frequenzband des Streifenleiterantennenresonators Resonanz zu erzeugen.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann eine Größe aufweisen, die in der Lage ist, in einem Frequenzbereich benachbart zu dem Frequenzbereich des Streifenleiterantennenresonators Resonanz zu erzeugen.
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Die Resonanzfrequenz des Oberflächenwellenstrahlungsresonators kann durch die Breite und die Dicke des Oberflächenwellenstrahlungsresonators festgelegt sein, sowie durch den Abstand zwischen dem Oberflächenwellenstrahlungsresonator und dem Streifenleiterantennenresonator.
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Die Bandbreite der Antenne kann durch eine Kopplung zwischen einer Resonanzspitze des Streifenleiterantennenresonators und einer Resonanzspitze des Oberflächenwellenstrahlungsresonators erhöht werden.
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Das dielektrische Substrat kann mit einer Leiterplatte verbunden sein, auf der ein Masseleiter gebildet ist.
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Der Streifenleiterantennenresonantor und der Oberflächenwellenstrahlungsresonators können in dem Frequenzbereich von Millimeterwellen betrieben werden.
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Das dielektrische Substrat kann aus LTCC (low temperature co-fired ceramics) gebildet sein oder es kann ein Flüssigkristallpolymer (liquid crystal polymer, LCP) sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen:
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1 ist eine Draufsicht und zeigt ein Antennenmodul gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine geschnittene Ansicht in Dickenrichtung und zeigt die Abstrahlung von Signalen in dem Antennenmodul gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3a und 3b sind grafische Darstellungen und zeigen die Reflexionseigenschaften (S11) und die Strahlungseigenschaften (Antennenverstärkung) des Antennenmoduls gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht und zeigt ein Antennenmodul gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine geschnittene Ansicht in Dickenrichtung und zeigt die Ausstrahlung von Signalen in dem Antennenmodul gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Antennenmodul gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7a und 7b sind grafische Darstellungen und zeigen die Reflexionseigenschaften (S11) und die Strahlungseigenschaften (Antennenverstärkung) des Antennenmoduls gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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8a und 8b sind grafische Darstellungen und zeigen die Reflexionseigenschaften (S11) und die Strahlungseigenschaften (Antennenverstärkung) eines Antennenmoduls gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail beschrieben unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Idee der vorliegenden Erfindung nicht auf die hier erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt ist und ein Fachmann auf diesem Gebiet, der die vorliegende Erfindung versteht, könnte einfach rückläufige Erfindungen oder andere Ausführungsbeispiele fertig stellen, die von der Idee der vorliegenden Erfindung erfasst sind durch Ergänzen, Modifizieren und Weglassen von Bauteilen und diese Ausführungsbeispiele sind so zu deuten, dass sie von der Idee der Erfindung umfasst sind.
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Daneben werden in den Zeichnungen dieselben oder ähnliche Bezugszeichen benutzt, um dieselben Bestandteile oder ähnliche Bestandteile, die dieselbe Funktion aufweisen, im Rahmen einer ähnlichen Idee zu bezeichnen.
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1 ist eine Draufsicht und zeigt ein Antennenmodul gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine in Dickenrichtung geschnittene Ansicht und zeigt die Ausstrahlung von Signalen in dem Antennenmodul gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und die 3a und 3b sind grafische Darstellungen und zeigen die Reflexionseigenschaften (S11) und die Strahlungseigenschaften (Antennenverstärkung) des Antennenmoduls gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf die 1–3b umfasst das Antennenmodul gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Streifenleiterantennenresonator 120 und einen Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130, die auf einem dielektrischen Substrat 110 gebildet sind.
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Das dielektrische Substrat 110 kann ein Halbleitersubstrat sein, z. B. aus Silizium (Si), ein keramisches Substrat wie ein LTCC-Substrat (low temperature co-fired ceramics) für eine hohe Frequenz, oder ein organisches Substrat wie ein Flüssigkristallpolymer (liquid crystal polymer, LCP).
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Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das dielektrische Substrat 110 als sechs Schichten aufweisendes LTCC-Substrat entworfen sein, bei dem eine Einzelschicht eine Dicke von 0,06 mm aufweist und wobei die Schichten aufeinander gestapelt sind, so dass sich eine Gesamtdicke von 0,36 mm ergibt. Das Substrat besitzt eine Permissivität von 9,2 und einen dielektrischen Verlust von 0,002.
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Der Streifenleiterantennenresonator 120 kann auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 110 als kreisförmiger Streifenleiter ausgebildet sein, und eine Zuleitung 121 kann an einer Seite des kreisförmigen Streifenleiters angeschlossen sein. Ein Masseanschluss 122 kann auf der Rückseite des dielektrischen Substrats 110 gebildet sein.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 kann so auf dem dielektrischen Substrat 110 gebildet sein, dass er den Streifenleiterantennenresonator 120 umgibt, während er von dem Streifenleiterantennenresonator 120 in einem festgelegten Abstand beabstandet ist, so dass Signale, die von dem Streifenleiterantennenresonator 120 streuen, abgestrahlt werden.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 kann als Metallband geformt sein und einen Schlitz 135 umfassen, den die Zuleitung 121, die an der Seite des Streifenleiterantennenresonators 120 ausgebildet ist, passiert. Da der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 so ausgebildet ist, dass er den Streifenleiterantennenresonator 120 umgibt, kann der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 so geformt sein, dass er dem Umfang des Streifenleiterantennenresonator 120 entspricht. Da der Streifenleiterantennenresonator 120 aus dem kreisförmigen Streifenleiter gebildet ist, kann der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 als kreisförmiger Ring geformt sein, der denselben Mittelpunkt aufweist wie der Streifenleiterantennenresonator 120.
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Die Größe des Oberflächenwellenstrahlungsresonators 130 kann derart festgelegt sein, dass Signale, die auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 110 von dem Streifenleiterantennenresonator 120 fließen, abgestrahlt werden. Beispielsweise kann der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 so entworfen sein, dass er eine Größe aufweist, die in der Lage ist, Resonanz in einem Frequenzbereich benachbart zu dem Frequenzbereich des Streifenleiterantennenresonators 120 zu erzeugen, oder er kann so entworfen sein, dass er eine Größe aufweist, die in der Lage ist, Resonanz in dem Frequenzbereich des Streifenleiterantennenresonators 120 zu erzeugen.
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In diesem Fall, wenn näherungsweise eine Kopplung zwischen einer Resonanzspitze des Oberflächenwellenstrahlungsresonators 130 und einer Resonanzspitze des Streifenleiterantennenresonators 120 durchgeführt wird durch Einstellen der Breite und der Dicke des Oberflächenwellenstrahlungsresonators 130 und des Abstands zwischen dem Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 und dem Streifenleiterantennenresonator 120, und der Breite des Schlitzes 135, kann die Bandbreite der Antenne erhöht werden. Die Dicke des Oberfächenwellenstrahlungsresonators 130 kann vorzugsweise so gewählt sein, dass sie praktisch gleich oder größer als diejenige des Streifenleiterantennenresonators 120 ist, so dass ein Oberflächenwellensignal des Streifenleiterantennenresonators 120 blockiert und abgestrahlt wird.
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Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel kann der Streifenleiterantennenresonator 120 so entworfen sein, dass er einen Durchmesser von 0,67 mm aufweist, und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 kann so entworfen sein, dass er eine Breite von 0,59 mm aufweist, eine Dicke von 10 μm, und einen Außendurchmesser von 1,45 mm. Der Schlitz 135 kann so entworfen sein, dass er eine Breite von 0,3 mm hat, und die Zuleitung 121 kann so entworfen sein, dass sie eine Breite von 0,08 mm aufweist.
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Die 3a und 3b können erhalten werden durch Messen der Antenneneigenschaften gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel durch eine Simulation des elektromagnetischen Felds durch Benutzen einer Hochfrequenzsimulationssoftware (HFSS).
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Wie in 3a gezeigt ist, kann das Antennenmodul gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel eine Bandbreite von 6,2 GHz aufweisen, die einen Bereich von 57,5 GHz bis 63,7 GHz umfasst, und zwei Pole durch einen zweifachen Resonator können existieren. Das bedeutet, dass eine Resonanzspitze sowohl des Streifenleiterantennenresonators 120 als auch des Oberflächenwellenstrahlungsresonators 130, der den Streifenleiterantennenresonator 120 umgibt, existieren kann, und die Bandbreite des Antennenmoduls kann eingestellt werden durch Einstellen des Grads der Kopplung zwischen den beiden Resonanzspitzen.
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Wie in 3b gezeigt ist, kann die Antennenverstärkung des Antennenmoduls gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel 9,6 dBi betragen, und die Verstärkung in der Richtung (Φ = 90°) senkrecht zur Zuleitung 121 und die Verstärkung in der Richtung (Φ = 0°) horizontal zu der Zuleitung 121 kann beinahe gleich sein. In diesem Fall kann der Strahlungswirkungsgrad des Antennenmoduls 60,8% betragen.
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Die 8a und 8b sind grafische Darstellungen und zeigen die Reflexionseigenschaften (SF) und die Strahlungseigenschaften (Antennengewinn) eines Antennenmoduls gemäß einem beispielhaften Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Antennenmodul gemäß dem beispielhaften Vergleichsbeispiel kann eine Streifenleiterantenne sein, die auf einem allgemeinen dielektrischen Substrat verkörpert ist, und sie kann ein dielektrisches Substrat benutzen, das eine Permissivität von 9,2 und einen dielektrischen Verlust von 0,002 aufweist und so gebildet ist, dass sechs Schichten von LTCC-Substraten mit der Dicke einer Einzelschicht von 0,06 mm aufeinander gestapelt sind, so dass sich eine Gesamtdicke von 0,36 mm ergibt.
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Wie in 8a gezeigt ist, kann das Frequenzband des Antennenmoduls gemäß dem beispielhaften Vergleichsbeispiel eine Bandbreite von 2,7 GHz aufweisen, die von 59,3 GHz bis 62 GHz reicht. Wie in 8a gezeigt ist, beträgt die Antennenverstärkung 2,5 dBi, und der Strahlungswirkungsgrad der Antennen kann 25% betragen.
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Dementsprechend ergibt sich, dass das Antennenmodul gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine dreimal so große Bandbreite aufweist, eine etwa vier mal so hohe Antennenverstärkung, und einen etwa 2,5 mal größeren Strahlungswirkungsgrad einer Antenne im Vergleich mit dem Antennenmodul gemäß dem beispielhaften Vergleichsbeispiel.
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Dies liegt daran, dass bei dem Antennenmodul gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel, wie in 2 gezeigt ist, Signale (siehe den Pfeil in Richtung der x-Achse) auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 110 von dem Streifenleiterantennenresonator 120 fließen und der Streuverlust wird (siehe den Pfeil in Richtung der y-Achse) auf den Oberflächenwellenstrahlungsresonator 130 zurückgestrahlt.
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht und zeigt ein Antennenmodul gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 5 ist eine geschnittene Ansicht in Dickenrichtung und zeigt die Ausstrahlung von Signalen in dem Antennenmodul gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Antennenmodul gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in den 4 und 5 gezeigt ist, kann der Oberflächenwellenstrahlungsresonator in dem dielektrischen Substrat gebildet sein, ebenso kann er auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats gebildet sein, und andere Konfigurationen des Antennenmoduls gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel können dieselben sein wie diejenigen des Antennenmoduls gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist. Dementsprechend werden detaillierte Beschreibungen davon ausgelassen und die weiteren Erläuterungen betreffen nachfolgend in erster Linie die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen.
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Bezug nehmend auf die 4 und 5 kann das Antennenmodul gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Streifenleiterantennenresonator 220 umfassen, der auf einem dielektrischen Substrat 210 gebildet ist, eine Zuleitung 221, die an der Seite des Streifenleiterantennenresonators 220 gebildet ist, und einen Masseanschluss 222, der auf der Rückseite des dielektrischen Substrats 210 gebildet ist.
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Ein erster Oberflächenwellenstrahlungsresonator 231, der als kreisförmiger Ring geformt ist, kann auf dem dielektrischen Substrat 210 gebildet sein, um den Streifenleiterantennenresonator 220 zu umgeben, wobei er von dem Streifenleiterantennenresonator 220 in einem festgelegten Abstand beabstandet ist, und ein zweiter Oberflächenwellenstrahlungsresonator 232, der als kreisförmiger Ring geformt ist, kann innerhalb des dielektrischen Substrats 210 in Dickenrichtung des dielektrischen Substrats 210 gebildet sein, so dass er dem ersten Oberflächenwellenstrahlungsresonator 231 entspricht.
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In diesem Zustand können der erste Oberflächenwellenstrahlungsresonator 231 und der zweite Oberflächenwellenstrahlungsresonator 232 mittels Durchkontaktierungen 233 aneinander angeschlossen sein, die in Dickenrichtung des dielektrischen Substrats gebildet sind. Die Durchkontaktierungen 233 können entlang des Umfangs des ersten und des zweiten Oberflächenwellenstrahlungsresonators angeordnet sein.
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Der erste Oberflächenwellenstrahlungsresonator 231 und der zweite Oberflächenwellenstrahlungsresonator 232 können so entworfen sein, dass sie dieselbe Größe besitzen und sie können so entworfen sein, dass sie unterschiedliche Größen besitzen, in Abhängigkeit eines gewünschten Frequenzbands und einer gewünschten Bandbreite. Dementsprechend kann gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel die Dicke des zweiten Oberflächenwellenstrahlungsresonators 232 größer als diejenige des ersten Oberflächenwellenstrahlungsresonators 231 entworfen sein.
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Die Eigenschaften des Antennenmoduls gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel sind wie folgt: [Tabelle 1]
| Oberflächenwellenstrahlungsresonator | Dicke (μm) | Bandbreite (GHz) | Antennen verstärkung (dBi) | Antennenwirkungsgrad (%) |
| erster Oberflächenesellenstrahlungsresonators | 70 | 57.7–63.1 (5.4) | 9.4 | 67 |
| zweiter Oberflächenesellenstrahlungsresonator | 130 | 58.2–63.6 (5.4) | 9.4 | 65 |
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Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, erkennt man, dass beinahe dieselben Antenneneigenschaften vorliegen, obwohl die Dicke des ersten Oberflächenwellenstrahlungsresonators 231 um die Hälfte geringer als die Dicke des zweiten Oberflächenwellenstrahlungsresonators 232 ist.
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Der zweite Oberflächenwellenstrahlungsresonator 232 kann in einer Innenschicht des dielektrischen Substrats 210 gebildet sein, oder er kann in einer Ausnehmung eingebettet sein, die auf der Rückseite des dielektrischen Substrats 210 gebildet ist, wie in 5 gezeigt ist.
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6 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Antennenmodul gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und die 7a und 7b sind grafische Darstellungen und zeigen die Reflexionseigenschaften (FS) und die Strahlungseigenschaften (Antennenverstärkung) des Antennenmoduls gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Antennenmodul gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in den 6 bis 7b gezeigt ist, kann der Streifenleiterantennenresonator aus einem rechteckigen Streifenleiter gebildet sein, und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann als rechteckiger Ring geformt sein. Andere Konfigurationen des Antennenmoduls gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel können dieselben wie diejenigen des Antennenmoduls gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel sein, das in 1 gezeigt ist. Dementsprechend wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet, und die nachfolgenden Erläuterungen betreffen primär die Unterschiede dazu.
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Bezug nehmend auf 6 kann das Antennenmodul gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel einen Streifenleiterantennenresonator 320 umfassen und einen Oberflächenwellenstrahlungsresonator 230, die auf einem dielektrischen Substrat 310 gebildet sind.
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Der Streifenleiterantennenresonator 320 kann aus einem rechteckigen Streifenleiter gebildet sein, und eine Zuleitung 321 an einer Seite umfassen. Der Streifenleiterantennenresonator 320 kann an einen Masseanschluss 322 angeschlossen sein, der auf der Unterseite des dielektrischen Substrats 310 gebildet ist.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 330 kann auf dem dielektrischen Substrat 310 gebildet sein, um den Streifenleiterantennenresonator 320 zu umgeben, wobei er von dem Streifenleiterantennenresonator 320 in einem festgelegten Abstand beabstandet ist, so dass Signale, die von dem Streifenleiterantennenresonator 320 streuen, abgestrahlt werden.
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Der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 330 kann als Metallband geformt sein und einen Schlitz 335 umfassen, den die Zuleitung 321, die an der Seite des Streifenleiterantennenresonators 320 gebildet ist, passiert.
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Da der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 330 so gebildet ist, dass er den Streifenleiterantennenresonator 320 umgibt, kann der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 330 so geformt sein, dass er Kanten des Streifenleiterantennenresonators 320 entspricht. Das bedeutet, da der Streifenleiterantennenresonator 320 gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel aus dem rechteckigen Streifenleiter gebildet ist, kann der Oberflächenwellenstrahlungsresonator 330 als rechteckiger Ring geformt sein.
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Die 7a und 7b können erhalten werden durch Messen der Eigenschaften des Antennenmoduls gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel durch eine Simulation des elektromagnetischen Felds unter Benutzung einer HFSS.
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Wie in 7a gezeigt ist, kann das Antennenmodul gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel eine Bandbreite von 10,2 GHz aufweisen, die den Bereich von 55,8 GHz bis 66 GHz umfasst. Wie in 7b gezeigt ist, kann das Antennenmodul gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel eine Antennenverstärkung von 7,1 dBi aufweisen, und eine Verstärkung in der Richtung (Φ = 90°) senkrecht zur Zuleitung 321 und die Verstärkung in der Richtung (Φ = 0°) horizontal zu der Zuleitung 321 kann beinahe dieselbe sein.
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Dementsprechend ergibt sich, dass das Antennenmodul gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel signifikant verbesserte Eigenschaften im Vergleich mit den Eigenschaften des Antennenmoduls gemäß dem beispielhaften Vergleichsbeispiel zeigt, das in den 8a und 8b gezeigt ist.
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Wie zuvor anhand der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert wurde, wird ein Antennenmodul vorgeschlagen, bei dem der Oberflächenwellenstrahlungsresonator so angeordnet ist, dass er den Streifenleiterantennenresonator umgibt, um dadurch zu verhindern, dass Signale vom Oberflächenwellentyp in das dielektrische Substrat streuen und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann Signale, die von dem Streifenleiterantennenresonator zu dem Oberflächenwellenstrahlungsresonator fließen, zurückstrahlen, um dadurch den Strahlungswirkungsgrad und die Antennenverstärkung zu verbessern.
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Zusätzlich wird das Antennenmodul vorgeschlagen, bei dem die Kopplung zwischen dem Streifenleiterantennenresonator und dem Oberflächenwellenstrahlungsresonator eingestellt werden kann, um dadurch die Bandbreite der Antenne zu erhöhen.
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Wie oben beschrieben wurde, wurden die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Diese sind jedoch lediglich Beispiele und unterschiedliche Änderungen können vorgenommen werden von Fachleuten auf diesem Gebiet innerhalb der Idee und des Schutzbereichs der Erfindung. Beispielsweise können gemäß der vorliegenden Erfindung Eigenschaften wie die Permissivität und der dielektrische Verlust des dielektrischen Substrats und die Dicke oder die Anzahl der gestapelten Substrate auf unterschiedliche Weise geändert werden gemäß den erforderlichen Entwurfsbedingungen. Ebenso kann die Größe und der Typ des Streifenleiterantennenresonators und des Oberflächenwellenstrahlungsresonators geändert werden und die Art der Anordnung des Oberflächenwellenstrahlungsresonators kann auf unterschiedliche Arten gemäß den erforderlichen Entwurfsbedingungen geändert werden. Beispielsweise kann gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Oberflächenwellenstrahlungsresonator aus zwei Schichten gebildet sein. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel und der Oberflächenwellenstrahlungsresonator kann auch aus wenigstens drei Schichten gebildet sein.
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Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den beispielhaften Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass Änderungen und Abweichungen möglich sind, ohne die Idee und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die zugehörigen Patentansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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