DE112020004767T5

DE112020004767T5 - Antennenvorrichtung und Einrichtung für drahtlose Kommunikation

Info

Publication number: DE112020004767T5
Application number: DE112020004767.9T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Igarashi
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2022-06-30
Also published as: WO2021065819A1; US20220320743A1; JP2021061502A

Abstract

Bereitgestellt werden eine Antennenvorrichtung und eine Einrichtung für drahtlose Kommunikation, die die Leistungsfähigkeit verbessern können. Die Antennenvorrichtung enthält ein erstes Antennenelement und ein auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnetes zweites Antennenelement. Das erste Antennenelement umfasst ein erstes Glassubstrat und eine auf dem ersten Glassubstrat vorgesehene erste Patch-Antenne. Das zweite Antennenelement umfasst ein zweites Glassubstrat und eine auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehene zweite Patch-Antenne. Die Form von zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne in Draufsicht ist ein Rechteck. Konturen von einer oder mehreren der vier Ecken des Rechtecks enthalten in Draufsicht eine gekrümmte Linie oder einer Vielzahl stumpfer Winkel.

Description

[TECHNISCHES GEBIET]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung und eine Einrichtung für drahtlose Kommunikation.
[HINTERGRUNDTECHNIK]
Eine Antennenvorrichtung, die eine Patch-Antenne nutzt, ist in PTL 1 offenbart. Die in PTL 1 offenbarte Antennenvorrichtung enthält ein erstes Halbleitersubstrat, in dem eine Patch-Antenne auf dem Boden eines Hohlraums strukturiert ist, und ein zweites Halbleitersubstrat, in dem ein Teil einer oder die gesamte Oberfläche einer Öffnungsseite des Hohlraums einschließlich des Bodens des Hohlraums mit einem Leiter bedeckt ist, der als Erdung dient, und hat eine laminierte Struktur der ersten und zweiten Substrate.
[ZITATLISTE]
[PATENTLITERATUR]
[PTL 1] JP 2006-229871 A
[ZUSAMMENFASSUNG]
[TECHNISCHES PROBLEM]
Es ist erwünscht, die Leistungsfähigkeit einer Antennenvorrichtung zu verbessern.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Antennenvorrichtung und eine Einrichtung für drahtlose Kommunikation bereitzustellen, die die Leistungsfähigkeit verbessern können.
[Lösung für das Problem]
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Antennenvorrichtung, die ein erstes Antennenelement und ein zweites Antennenelement enthält, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist, wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist, wobei eine Form von zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne in Draufsicht ein Viereck bzw. Rechteck ist und Konturen von einer oder mehreren der vier Ecken des Rechtecks in Draufsicht eine gekrümmte Linie oder eine Vielzahl stumpfer Winkel enthalten.
Dementsprechend ist es möglich, eine Konzentration des elektrischen Feldes an den Ecken zu begrenzen bzw. zu dämpfen und den Zusammenbruch einer Erregungsform aufgrund der Konzentration des elektrischen Feldes in zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne einzudämmen. Infolgedessen kann die Leistungsfähigkeit (z. B. Strahlungscharakteristiken) der Antennenvorrichtung verbessert werden.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Antennenvorrichtung, die ein erstes Antennenelement und ein zweites Antennenelement enthält, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist, wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat angeordnet ist, wobei das erste Antennenelement einen ersten Einspeisungspunkt enthält, der mit der ersten Patch-Antenne verbunden ist, eine Form der ersten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und, wenn im Rechteck eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer ersten Richtung einander gegenüberliegen, als eine erste gerade Linie definiert ist und eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung einander gegenüberliegen, als eine zweite gerade Linie definiert ist, der erste Einspeisungspunkt an einer von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennten Position gelegen ist.
Dementsprechend kann die Antennenvorrichtung die Resonanztiefe und das Band verbessern und kann somit die Leistungsfähigkeit verbessert werden (zum Beispiel wird das Band erweitert).
Figurenliste

[1] 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[2] 2 ist eine Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[3A] 3A ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines ersten Antennenelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[3B] 3B ist eine Unteransicht, die das Konfigurationsbeispiel des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[3C] 3C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[4A] 4A ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines zweiten Antennenelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[4B] 4B ist eine Draufsicht, die das Konfigurationsbeispiel des zweiten Antennenelements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[5A] 5A ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellt.
[5B] 5B ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellt.
[5C] 5C ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellt.
[6A] 6A ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen des zweiten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellt.
[6B] 6B ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des zweiten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellt.
[6C] 6C ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des zweiten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellt.
[7] 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Anbringen des zweiten Antennenelements am ersten Antennenelement darstellt.
[8] 8 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausrichten des ersten Antennenelements und des zweiten Antennenelements darstellt.
[9] 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Schaltung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[10] 10 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[11] 11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[12] 12 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[13] 13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[14] 14 ist eine Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[15] 15 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[16] 16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 7 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[17] 17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 8 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[18] 18 ist eine Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[19] 19 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[20] 20 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 1 einer ersten Patch-Antenne gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[21] 21 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 2 der ersten Patch-Antenne gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[22] 22 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 1 einer Ecke gemäß der Ausführungsform 9 darstellt.
[23] 23 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 2 einer Ecke gemäß der Ausführungsform 9 darstellt.
[24] 24 ist eine perspektivische Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel 1 der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[25] 25 ist eine perspektivische Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel 2 der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[26] 26 ist eine Draufsicht, die ein Anordnungsbeispiel eines ersten Einspeisungspunkts gemäß einer Ausführungsform 10 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[27] 27 ist eine Draufsicht, die ein Anordnungsbeispiel des ersten Einspeisungspunkts und eines zweiten Einspeisungspunkts gemäß der Ausführungsform 10 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[28] 28 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 11 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[29A] 29A ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik einer Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[29B] 29B ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[29C] 29C ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[29D] 29D ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[29E] 29E ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.

[BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN]
Im Folgenden werden hierin mit Verweis auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In den Beschreibungen der Zeichnungen, worauf hier im Folgenden verwiesen wird, sind gleiche oder ähnliche Bereiche mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Es sollte jedoch besonders erwähnt werden, dass die Zeichnungen schematisch sind und sich Beziehungen zwischen Dicken und Maßen bzw. Abmessungen in Draufsicht, Verhältnisse von Dicken jeweiliger Schichten und dergleichen in der Realität von jenen unterscheiden. Daher sollen spezifische Dicken und Abmessungen unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung bestimmt werden. Außerdem ist es unnötig zu erwähnen, dass die Zeichnungen Bereiche enthalten, bei denen sich Größenbeziehungen und -verhältnisse zwischen den Zeichnungen unterscheiden.
Außerdem versteht es sich, dass Definitionen von Richtungen wie etwa Aufwärts-Abwärts in den folgenden Beschreibungen nur der Kürze halber vorgesehene Definitionen sind und nicht die technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen. Beispielsweise ist es offenkundig, dass, wenn ein Objekt betrachtet wird, nachdem es um 90 Grad gedreht ist, Aufwärts-Abwärts in Links-Rechts umgewandelt ist und dementsprechend interpretiert wird, und, wenn ein Objekt betrachtet wird, nachdem es um 180 Grad gedreht ist, Aufwärts-Abwärts als invertiert interpretiert wird.
Ferner kann in der folgenden Beschreibung eine Richtung unter Verwendung der Worte „X-Achsenrichtung“, „Y-Achsenrichtung“ und „Z-Achsenrichtung“ beschrieben werden. Beispielsweise ist die Z-Achsenrichtung eine Richtung der Dicke einer Antennenvorrichtung 1, die später beschrieben wird. Die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung sind zur Z-Achsenrichtung orthogonale Richtungen. Die X-Achsenrichtung, die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung sind zueinander orthogonal. Ferner meint in der folgenden Beschreibung „Draufsicht“ eine Ansicht in der Z-Achsenrichtung.
Außerdem umfasst in der vorliegenden Offenbarung „gleich“ nicht nur einen Fall von vollkommen „gleich“, sondern auch einen Fall von im Wesentlichen „gleich“. Als ein Fall von im Wesentlichen „gleich“ ist beispielsweise ein Fall denkbar, in dem, selbst wenn es einen Unterschied zwischen zwei Dingen gibt, der Unterschied innerhalb eines Spielraums von Fertigungsfehlern liegt.
(Ausführungsform 1)
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 2 ist eine Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 2 zeigt einen Querschnitt von 1 entlang der X-Z-Ebene durch eine Linie II-II'. Wie in 1 und in 2 dargestellt ist, umfasst die Einrichtung 100 für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 eine Antennenvorrichtung 1 und eine Kommunikations-Leiterplatte bzw. -Platine 5, auf der die Antennenvorrichtung 1 montiert ist. Die Antennenvorrichtung 1 ist beispielsweise eine Vorrichtung, um Funkwellen im Millimeterwellenbereich zu senden oder zu empfangen. Die Funkwellen in einem Millimeterwellenbereich sind Funkwellen mit einem Wellenlängenband von etwa 10 mm oder weniger.
Die Antennenvorrichtung 1 umfasst ein erstes Antennenelement 10 und ein zweites Antennenelement 20, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10 (zum Beispiel der Seite der vorderen Oberfläche 11a eines ersten Glassubstrats 11) angeordnet ist. Das erste Antennenelement 10 und das zweite Antennenelement 20 sind durch ein Bonding-Material 30 aneinander gebondet. Als das Bonding-Material 30 kann beispielsweise ein Klebstoff oder eine Lötmetallkugel verwendet werden. Ferner sind die Antennenvorrichtung 1 und die Kommunikations-Platine 5 ebenfalls über ein Bonding-Material, das nicht dargestellt ist, aneinander gebondet.
3A ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel des ersten Antennenelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 3B ist eine Unteransicht, die das Konfigurationsbeispiel des ersten Antennenelementes gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 3C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 3C zeigt einen Querschnitt der vergrößerten Ansicht von 3A entlang einer Linie IIIC-IIIC'. Wie in 2 und 3A bis 3C dargestellt ist, umfasst das erste Antennenelement 10 das erste Glassubstrat 11, eine erste Patch-Antenne 13, die auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen ist, eine Leiterschicht 15, die auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen ist, und eine Anschlussschicht 17, die auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen ist. Wie in 2, 3B und 3C dargestellt ist, sind die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 auf der entgegengesetzten Seite der ersten Patch-Antenne 13 vorgesehen, wobei das erste Glassubstrat dazwischen angeordnet ist. Die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 sind voneinander getrennt und sind nicht miteinander elektrisch verbunden.
Das erste Glassubstrat 11 ist mit einem ersten Durchgangsloch 11H1 und einem zweiten Durchgangsloch 11H2 versehen, die durch dessen vordere Oberfläche 11a und dessen rückseitige Oberfläche 11b dringen. Das erste Durchgangsloch 11H1 und das zweite Durchgangsloch 11H2 sind voneinander getrennt. Die erste Patch-Antenne 13 ist auf der Seine eines Endes des ersten Durchgangslochs 11H1 angeordnet, und die Anschlussschicht 17 ist auf der Seite des anderen Endes des ersten Durchgangslochs 11H1 angeordnet. Ähnlich ist die erste Patch-Antenne 13 auf der Seite eines Endes des zweiten Durchgangslochs 11H2 angeordnet und ist die Anschlussschicht 17 auf der Seite des anderen Endes des zweiten Durchgangslochs 11H2 angeordnet. Eine Anschlussschicht 17 ist für sowohl das erste Durchgangsloch 11H1 als auch das zweite Durchgangsloch 11H2 vorgesehen.
Das erste Durchgangsloch 11H1 und das zweite Durchgangsloch 11H2 haben die gleiche Form und die gleichen Abmessungen. Die Form des ersten Durchgangslochs 11H1 und des zweiten Durchgangsloch 11H2 in Draufsicht (worauf hier im Folgenden als planare Form verwiesen wird) ist beispielsweise kreisförmig.
Wenn der Durchmesser des ersten Durchgangslochs 11H1 und des zweiten Durchgangslochs 11H2 auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a φa ist und deren Durchmesser auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b φb ist, ist der Durchmesser φa geringer als der Durchmesser φb. Als ein Beispiel beträgt φa 0,1 mm und beträgt φb 0,125 mm. Indem man das erste Durchgangsloch 11H1 und das zweite Durchgangsloch 11H2 von der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats aus ausbildet, kann φa < φb erreicht werden.
Die Formen des ersten Durchgangslochs 11H1 und des zweiten Durchgangslochs 11H2 sind nicht auf die oben erwähnte Form beschränkt. Beispielsweise können das erste Durchgangsloch 11H1 und das zweite Durchgangsloch 11H2 einen größeren Durchmesser φa auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a als der Durchmesser φb auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b aufweisen. Indem man das erste Durchgangsloch 11H1 und das zweite Durchgangsloch 11H2 von der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 aus ausbildet, kann φa > φb erreicht werden.
Wie in 3C dargestellt ist, ist eine Verbindungsschicht 18 auf der inneren Oberfläche des ersten Durchgangslochs 11H1 vorgesehen. Die erste Patch-Antenne 13 und die Anschlussschicht 17 sind über die auf der inneren Oberfläche des ersten Durchgangslochs 11H1 vorgesehene Verbindungsschicht 18 elektrisch verbunden. Ähnlich ist auch die Verbindungsschicht 18 auf der inneren Oberfläche des zweiten Durchgangslochs 11H2 vorgesehen. Die erste Patch-Antenne 13 und die Anschlussschicht 17 sind über die auf der inneren Oberfläche des zweiten Durchgangslochs 11H2 vorgesehene Verbindungsschicht 18 elektrisch verbunden.
Jede der ersten Patch-Antenne 13, der Leiterschicht 15, der Anschlussschicht 17 und der Verbindungsschicht 18 ist aus einem Leiter wie etwa Kupfer (Cu) oder einer Cu-Legierung, die Cu als Hauptbestandteil enthält, gebildet. Alternativ dazu können sowohl die erste Patch-Antenne 13, die Leiterschicht 15, die Anschlussschicht 17 als auch die Verbindungsschicht 18 ein laminierter Film sein, in dem eine Vielzahl an Arten von Leitern laminiert ist. Wie in 3C dargestellt ist, besteht beispielsweise die erste Patch-Antenne 13 aus einer durch Elektroplattieren ausgebildeten Cu-Schicht 13A, einer durch stromloses Plattieren gebildeten Nickel-(Ni-)Schicht 13B und einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Gold-(Au- ) Schicht 13C. Die Cu-Schicht 13A, die Ni-Schicht 13B und die Au-Schicht 13C werden von der Seite des ersten Glassubstrats 11 aus in dieser Reihenfolge laminiert.
Ähnlich besteht die Leiterschicht 15 aus einer durch Elektroplattieren ausgebildeten Cu-Schicht 15A, einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Ni-Schicht 15B und einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Au-Schicht 15C. Die Cu-Schicht 15A, die Ni-Schicht 15B und die Au-Schicht 15C sind von der Seite des ersten Glassubstrats 11 aus in dieser Reihenfolge laminiert.
Die Anschlussschicht 17 besteht aus einer durch Elektroplattieren ausgebildeten Cu-Schicht 17A, einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Ni-Schicht 17B und einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Au-Schicht 17C. Die Cu-Schicht 17A, die Ni-Schicht 17B und die Au-Schicht 17C sind von der Seite des ersten Glassubstrats 11 aus in dieser Reihenfolge laminiert.
Die Verbindungsschicht 18 besteht aus einer durch Elektroplattieren ausgebildeten Cu-Schicht 18A, einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Ni-Schicht 18B und einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Au-Schicht 18C. Die Cu-Schicht 18A, die Ni-Schicht 18B und die Au-Schicht 18C sind von der Seite des ersten Glassubstrats 11 aus in dieser Reihenfolge laminiert.
Als ein Beispiel der Dicke jeder Schicht ist jede der Cu-Schichten 13A, 15A, 17A und 18A 5,0 µm dick, ist jede der Ni-Schichten 13B, 15B, 17B und 18B 3,0 µm dick und ist jede der Au-Schichten 13C, 15C, 17C und 18C 0,3 µm dick.
Der Übergang bzw. Verbindung zwischen der im ersten Durchgangsloch 11H1 vorgesehenen Verbindungsschicht 18 und der ersten Patch-Antenne 13 ist ein erster Einspeisungspunkt FP1 der ersten Patch-Antenne 13. Der Übergang zwischen der im zweiten Durchgangsloch 11H2 vorgesehenen Verbindungsschicht 18 und der ersten Patch-Antenne 13 ist ein zweiter Einspeisungspunkt FP2 der ersten Patch-Antenne 13. Der zweite Einspeisungspunkt FP2 liegt bei einer vom ersten Einspeisungspunkt FP1 getrennten Position. Der erste Einspeisungspunkt FP1 und der zweite Einspeisungspunkt FP2 sind mit Impedanzen, die die gleiche Größe (zum Beispiel 50 Ω) aufweisen, verbunden. Infolgedessen treten der erste Einspeisungspunkt FP1 und der zweite Einspeisungspunkt FP2 miteinander in Resonanz. Der erste Einspeisungspunkt FP1 und der zweite Einspeisungspunkt FP2 können mit Impedanzen, die unterschiedliche Größen aufweisen, verbunden sein. Auch in diesem Fall können der erste Einspeisungspunkt FP1 und der zweite Einspeisungspunkt FP2 miteinander in Resonanz treten.
Wie in 3A dargestellt ist, ist die planare Form des ersten Glassubstrats 11 rechteckig. Die planare Form der ersten Patch-Antenne 13 ist ebenfalls rechteckig. Wie in 3B dargestellt ist, ist die planare Form der Anschlussschicht 17 kreisförmig. Die Anschlussschicht 17 ist in einem Gebiet vorgesehen, das mit der ersten Patch-Antenne 13 in Draufsicht überlappt. Die Leiterschicht 15 ist in einem Gebiet vorgesehen, das mit Ausnahme der Anschlussschicht 17 und des sie umgebenden Gebiets mit der ersten Patch-Antenne 13 in Draufsicht überlappt. Die Leiterschicht 15 kann auf der gesamten rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen sein.
Das erste Glassubstrat 11 enthält als Hauptbestandteile Silizium (Si) und Sauerstoff (O). Ferner kann das erste Glassubstrat 11 zusätzlich zu Si und O ein Metallelement enthalten. Das erste Glassubstrat 11 weist Durchlässigkeit auf (es kann beispielsweise sichtbares Licht durchlassen) und ist farblos und transparent oder farbig und transparent. Die Durchlässigkeit ist nicht auf die Eigenschaft, sichtbares Licht durchzulassen, beschränkt, sondern kann die Eigenschaft, Infrarotstrahlen oder Ultraviolettstrahlen durchzulassen, sein.
Die Länge des ersten Glassubstrats 11 in der vertikalen Richtung (zum Beispiel der Y-Achsenrichtung) beträgt zum Beispiel 5 mm oder mehr und 25 mm oder weniger. Die Länge des ersten Glassubstrats 11 in der horizontalen Richtung (zum Beispiel der X-Achsenrichtung) beträgt zum Beispiel 5 mm oder mehr und 25 mm oder weniger. Die Dicke 11t des ersten Glassubstrats 11 (siehe 3C) beträgt beispielsweise 0,3 mm oder mehr und 1,0 mm oder weniger. Die Längen der ersten Patch-Antenne 13 in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung hängen von der Frequenz ab und haben eine Größe von etwa 1/2 der Wellenlänge.
4A ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel des zweiten Antennenelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 4B ist eine Unteransicht, die das Konfigurationsbeispiel des zweiten Antennenelements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 2, 4A und 4B dargestellt ist, umfasst das zweite Antennenelement 20 ein zweites Glassubstrat 21 und eine auf der Seite der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehene zweite Patch-Antenne 23. Eine Vertiefung bzw. Aussparung 25 (ein Beispiel einer zweiten Aussparung als Hohlraum) ist auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehen. Die Aussparung 25 ist auf der dem ersten Glassubstrat 11 gegenüberliegenden bzw. zugewandten Oberflächenseite geöffnet. Die zweite Patch-Antenne 23 ist auf der entgegengesetzten Seite der Bodenfläche 25a der Aussparung 25 positioniert. Die zweite Patch-Antenne 23 ist beispielsweise aus einem Leiter wie etwa Cu oder einer Cu-Legierung gebildet.
Wie in 4A dargestellt ist, ist die planare Form des zweiten Glassubstrats 21 rechteckig. Die planare Form der zweiten Patch-Antenne 23 ist ebenfalls rechteckig. Wie in 4B dargestellt ist, ist auch die planare Form der Aussparung 25 rechteckig. Das zweite Glassubstrat 21 enthält als Hauptbestandteile Silizium (Si) und Sauerstoff (O). Ferner kann das zweite Glassubstrat 21 zusätzlich zu Si und O ein Metallelement enthalten. Das zweite Glassubstrat 21 weist Durchlässigkeit auf und ist farblos und transparent oder farbig und transparent.
Die Länge des zweiten Glassubstrats 21 in der vertikalen Richtung beträgt zum Beispiel 0,5 mm oder mehr und 15 mm oder weniger. Die Länge des zweiten Glassubstrats 21 in der horizontalen Richtung beträgt zum Beispiel 0,5 mm oder mehr und 15 mm oder weniger. Die Dicke des zweiten Glassubstrats 21 beträgt zum Beispiel 0,3 mm oder mehr und 1,0 mm oder weniger.
Die Längen der zweiten Patch-Antenne 23 in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung hängen ebenfalls von der Frequenz ab und haben eine Größe von etwa 1/2 der Wellenlänge.
Das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 können die gleiche Form und die gleichen Abmessungen aufweisen. Das heißt, die Länge des ersten Glassubstrats 11 in der vertikalen Richtung und dessen Länge und Dicke in der horizontalen Richtung können die gleichen wie die Länge des zweiten Glassubstrats 21 in der vertikalen Richtung und dessen Länge und Dicke in der horizontalen Richtung sein. Die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 können ebenfalls die gleiche Form und die gleichen Abmessungen aufweisen.
Der Übergang zwischen dem ersten Durchgangsloch 11H1 und der ersten Patch-Antenne 13 ist der erste Einspeisungspunkt FP1 der ersten Patch-Antenne 13. Der Übergang zwischen dem zweiten Durchgangsloch 11H2 und der ersten Patch-Antenne 13 ist der zweite Einspeisungspunkt FP2 der ersten Patch-Antenne 13. Die erste Patch-Antenne 13 ist mit einer Signalleitung verbunden, über die ein Hochfrequenzsignal über zumindest einen des ersten Einspeisungspunkts FP1 und des zweiten Einspeisungspunkts FP2 bereitgestellt wird. Die zweite Patch-Antenne 23 ist mit keiner Komponente elektrisch verbunden. Die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 sind in einem Resonanzzustand. Die Signalleitung kann auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehen sein, kann aber auch auf dem ersten Glassubstrat 11 vorgesehen sein.
Wenn die erste Patch-Antenne 13 beispielsweise Funkwellen in einem Millimeterwellenbereich sendet und empfängt, treten bzw. schwingen die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 miteinander in Resonanz. Die Leiterschicht 15 ist eine Erdung und dient als reflektierende Schicht. Infolgedessen weist die Antennenvorrichtung 1 eine Richtcharakteristik in der Normalenrichtung (zum Beispiel der Z-Achsenrichtung) der ersten Patch-Antenne 13 auf. Die Antennenvorrichtung 1 kann Funkwellen im Millimeterwellenbereich in der Normalenrichtung (zum Beispiel der Z-Achsenrichtung) der ersten Patch-Antenne 13 senden und Funkwellen in der Z-Achsenrichtung empfangen.
Das die erste Patch-Antenne 13 bildende Substrat und das die zweite Patch-Antenne bildende Substrat bestehen aus Glas. Die Dielektrizitätskonstante des Glases ist niedriger als jene von Halbleitern wie etwa Silizium. Ferner ist die Aussparung 25 zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 positioniert und befindet sich eine Luftschicht im Innern der Aussparung 25. Die Dielektrizitätskonstante der Luftschicht ist niedriger als jene des Glases. Aufgrund des Vorhandenseins des Glases und der Luftschicht anstelle eines Halbleiters zwischen er ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 kann die Antennenvorrichtung 1 Funkwellen im Millimeterwellenbereich mit hoher Verstärkung in einem breiten Band senden oder empfangen.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Antennenvorrichtung 1 beschrieben. 5A bis 5C sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des ersten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellen. 6A bis 6C sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des zweiten Antennenelements gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung in der Reihenfolge von Prozessen darstellen. 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Anbringen des zweiten Antennenelements am ersten Antennenelement darstellt. 8 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausrichten des ersten Antennenelements und des zweiten Antennenelements darstellt. Die Antennenvorrichtung 1 kann beispielsweise unter Verwendung verschiedener Spannvorrichtungen oder Vorrichtungen wie etwa eines Lasers, eines Bohrers oder eines Schaftfräsers zum Ausbilden von Durchgangslöchern in einem Glassubstrat, einer Vorrichtung zum elektrolytischen Plattieren oder stromlosen Plattieren, um Kupfer auf einem Glassubstrat auszubilden, einer Vorrichtung zum Nassätzen von Kupfer, einer Vorrichtung zum Ausrichten von Glassubstraten und einer Vorrichtung zum Bonden der Glassubstrate im ausgerichteten Zustand hergestellt werden. Im Folgenden wird hierin auf Spannvorrichtungen oder Vorrichtungen zum Herstellen der Antennenvorrichtung 1 zusammen als Herstellungsvorrichtung verwiesen.
Zunächst wird ein Verfahren zum Herstellen des ersten Antennenelements 10 beschrieben. Wie in 5A dargestellt ist, bildet die Herstellungsvorrichtung das erste Durchgangsloch 11H1 und das zweite Durchgangsloch 11H2 im ersten Glassubstrat 11 aus. Als Nächstes bildet, wie in 5B dargestellt ist, die Herstellungsvorrichtung durch elektrolytisches Plattieren Kupfer 19a und 19b auf der vorderen Oberfläche 11a bzw. der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 aus und bildet auch Kupfer auf der inneren Oberfläche des ersten Durchgangslochs 11H1 und der inneren Oberfläche des zweiten Durchgangslochs 11H2 (siehe zum Beispiel 3A und 3B) aus. Dann strukturiert die Herstellungsvorrichtung das Kupfer 19a und 19b durch Fotolithografie- und Nassätztechniken. Eine Eisenchlorid enthaltende Lösung wird zum Ätzen des Kupfers 19a und 19b verwendet. Infolgedessen wird die erste Patch-Antenne 13 aus dem Kupfer auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a ausgebildet, wie in 5C dargestellt ist. Die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 werden aus dem Kupfer auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b gebildet. Das Kupfer im ersten Durchgangsloch 11H1 und das Kupfer im zweiten Durchgangsloch 11H2 bilden die Verbindungsschicht 18. Durch den oben beschriebenen Prozess wird das erste Antennenelement 10 fertiggestellt.
Wie in 3C dargestellt ist, können die erste Patch-Antenne 13, die Leiterschicht 15, die Anschlussschicht 17 und die Verbindungsschicht 18 ein Cu, Ni und Au enthaltender laminierter Film sein. In diesem Fall kann die Herstellungsvorrichtung beispielsweise eine Cu-Schicht durch elektrolytisches Plattieren bilden und eine Ni-Schicht und eine Au-Schicht durch stromloses Plattieren ausbilden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des zweiten Antennenelements 20 beschrieben. Wie in 6A dargestellt ist, bildet die Herstellungsvorrichtung Kupfer 29 auf der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 durch elektrolytisches Plattieren beispielsweise aus. Dann strukturiert die Herstellungsvorrichtung das Kupfer 29 durch Fotolithografie- und Nassätztechniken. Eine Eisenchlorid enthaltende Lösung wird zum Ätzen des Kupfers 29 verwendet.
Infolgedessen wird die zweite Patch-Antenne 23 aus dem Kupfer 29 gebildet, wie in 6B dargestellt ist. Als Nächstes ätzt die Herstellungsvorrichtung die Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 durch Fotolithografie- und Nassätztechniken. Eine Fluorwasserstoff (HF) enthaltende Lösung wird zum Ätzen des zweiten Glassubstrats 21 verwendet. Infolgedessen wird die Aussparung 25 auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 wie in 6C gezeigt ausgebildet. Durch den oben beschriebenen Prozess wird das zweite Antennenelement 20 fertiggestellt.
Da die Aussparung 25 durch isotropes Ätzen ausgebildet wird, wird indes eine Grenze 25c zwischen der Bodenfläche 25a und der inneren Seitenfläche 25b der Aussparung 25 in einer abgerundeten Form statt einer winkligen Form ausgebildet.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Anbringen des zweiten Antennenelements 20 am ersten Antennenelement 10 beschrieben. Wie in 7 dargestellt ist, appliziert die Herstellungsvorrichtung das Bonding-Material 30 an einem um die Aussparung 25 positionierten Umfangsrandbereich auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 des zweiten Antennenelements 20. Alternativ dazu appliziert die Herstellungsvorrichtung das Bonding-Material 30 an einem dem Umfangsrandbereich gegenüberliegenden bzw. zugewandten Bereich auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 des ersten Antennenelements 10. Als Nächstes richtet die Halbleitervorrichtung die Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 mit der Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 so aus, dass sie einander gegenüberliegen. Danach bondet die Herstellungsvorrichtung das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 über das Bonding-Material 30 aneinander. Infolgedessen wird das zweite Antennenelement 20 am ersten Antennenelement 10 angebracht, und somit wird die Antennenvorrichtung 1 fertiggestellt.
Im oben beschriebenen Ausrichtungsprozess nutzt die Herstellungsvorrichtung die auf dem ersten Glassubstrat 11 vorgesehene erste Patch-Antenne 13 und die auf dem zweiten Glassubstrat 21 vorgesehene zweite Patch-Antenne 23 als Ausrichtungsmarkierungen. Wenn das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 wie ausgelegt ausgerichtet werden, werden die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 so ausgebildet, dass sie in Draufsicht einander überlappen.
Beispielsweise wird angenommen, dass die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 die gleiche planare Form und die gleiche Größe aufweisen. In diesem Fall bewegt im Ausrichtungsprozess die Herstellungsvorrichtung das zweite Glassubstrat 21 in Bezug auf das erste Glassubstrat 11 so, dass die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 in Draufsicht überlappen und die Kontur der ersten Patch-Antenne 13 und die Kontur der zweiten Patch-Antenne 23 übereinstimmen, wie in 8 dargestellt ist. Infolgedessen kann die Herstellungsvorrichtung das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 23 mit hoher Genauigkeit ausrichten.
Als ein weiteres Beispiel wird angenommen, dass die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 die gleiche planare Form aufweisen und eine der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 kleiner als die andere ist. In diesem Fall bewegt die Herstellungsvorrichtung das zweite Glassubstrat 21 in Bezug auf das erste Glassubstrat 11 relativ so, dass die Mittenposition der ersten Patch-Antenne 13 und die Mittenposition der zweiten Patch-Antenne 23 in Draufsicht überlappen und jede Seite des äußeren Umfangs der ersten Patch-Antenne 13 parallel zu jeder Seite des äußeren Umfangs der zweiten Patch-Antenne 23 ist. Infolgedessen kann die Herstellungsvorrichtung das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 mit hoher Genauigkeit ausrichten.
Eine Vorrichtung zum Ausrichten der Glassubstrate umfasst zumindest eine erste Abbildungsvorrichtung, die auf der Seite der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 angeordnet ist, und eine zweite Abbildungsvorrichtung, die auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 angeordnet ist. Das zweite Glassubstrat 21 ist lichtdurchlässig bzw. weist Durchlässigkeit auf. Dementsprechend kann die auf der Seite der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 angeordnete erste Abbildungsvorrichtung ein Bild der zweiten Patch-Antenne 23 aufnehmen und auch ein Bild der ersten Patch-Antenne 13 durch das zweite Glassubstrat 21 aufnehmen.
Außerdem weist nicht nur das zweiten Glassubstrat 21, sondern auch das erste Glassubstrat 11 Durchlässigkeit auf. Dementsprechend kann die auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 angeordnete zweite Abbildungsvorrichtung ein Bild der ersten Patch-Antenne 13 durch das erste Glassubstrat 11 aufnehmen und ein Bild der zweiten Patch-Antenne 23 durch das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 aufnehmen. Aus diesen erfassten Daten kann die Vorrichtung zum Ausrichten der Glassubstrate die Positionen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 detektieren.
Als Nächstes wird ein Konfigurationsbeispiel der Schaltung für drahtlose Kommunikation beschrieben, die auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehen ist. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Schaltung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 9 veranschaulicht einen Fall, in dem eine Vielzahl an Antennenvorrichtungen 1 mit einer Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation verbunden ist. Die Vielzahl an Antennenvorrichtungen 1 kann unterschiedliche Bänder abdecken, oder zumindest Teile von von ihnen abgedeckten Bändern können sich überlappen.
Wie in 9 dargestellt ist, umfasst die Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 einen Eingangsanschluss 51, einen Sendeverstärker 52, einen Schalter 53, einen Filter 54, einen Empfangsverstärker 56 und einen Ausgangsanschluss 57. Ein Hochfrequenzsignal (zum Beispiel ein Millimeterwellensignal) wird in den Eingangsanschluss 51 eingespeist. Der Sendeverstärker 52 hat die Funktion, das in den Eingangsanschluss 51 eingespeiste Hochfrequenzsignal zu verstärken. Der Schalter 53 hat die Funktion, ein Verbindungsziel des Filters 54 von dem Sendeverstärker 52 oder dem Empfangsverstärker 56 auf den anderen umzuschalten. Der Filter 54 hat die Funktion, unnötige Frequenzkomponenten aus dem Hochfrequenzsignal zu entfernen. Der Filter 54 ist über eine auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehene Signalleitung mit einer Vielzahl an Phasenschiebern 55 verbunden. Die Vielzahl an Phasenschiebern ist auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehen. Die Vielzahl an Phasenschiebern 55 ist über auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehene Signalleitungen jeweils mit den Anschlussschichten 17 der Vielzahl an Antennenvorrichtungen 1 verbunden. Der Empfangsverstärker 56 hat die Funktion, von den Antennenvorrichtungen 1 empfangene Signale zu verstärken. Die verstärkten empfangenen Signale werden vom Ausgangsanschluss 57 abgegeben. Die Vielzahl an in 9 dargestellten Antennenvorrichtungen kann das gleiche Funkwellenband und den gleichen Resonanzpunkt aufweisen oder kann verschiedene Funkwellenbänder und Resonanzpunkte aufweisen.
Obgleich 9 einen Fall veranschaulicht, in dem die Vielzahl an Antennenvorrichtungen 1 mit einer Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation verbunden ist, sind indes Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine Antennenvorrichtung 1 mit einer Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation verbunden sein.
Wie oben beschrieben umfasst die Einrichtung 100 für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung die Antennenvorrichtung 1 und die mit der Antennenvorrichtung 1 verbundene Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation. Die Antennenvorrichtung 1 enthält das erste Antennenelement 10 und das zweite Antennenelement 20, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10 angeordnet ist. Das erste Antennenelement 10 umfasst das erste Glassubstrat 11 und die auf dem ersten Glassubstrat 11 vorgesehene erste Patch-Antenne 13. Das zweite Antennenelement 20 umfasst das zweite Glassubstrat 21 und die auf dem zweiten Glassubstrat 21 vorgesehene zweite Patch-Antenne 23. Zumindest ein Teil der ersten Patch-Antenne 13 liegt über einen Hohlraum (zum Beispiel die Aussparung 25) der zweiten Patch-Antenne 23 gegenüber.
Dementsprechend ist eine Patch-Antenne mit einer Hohlraum-Stapelstruktur aufgebaut, in der die erste Patch-Antenne 13 und die zweite Patch-Antenne 23 laminiert sind. Die Antennenvorrichtung 1 kann Funkwellen im Millimeterwellenbereich senden oder empfangen, indem die Patch-Antenne mit der Hohlraum-Stapelstruktur genutzt wird. Da die Dielektrizitätskonstante zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patcht-Antenne 23 durch die Luftschicht in dem Glassubstrat und der Aussparung 25 niedrig gehalten wird, kann eine Erzeugung von Oberflächenwellen gedämpft werden. Die Antennenvorrichtung 1 kann Funkwellen im Millimeterwellenbereich mit hoher Verstärkung in einem breiten Band senden oder empfangen.
Da das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 eine niedrigere Dielektrizitätskonstante als Halbleiter aufweisen, kann ferner die Antennenvorrichtung 1 einen dielektrischen Verlust in der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 so dämpfen, dass er niedrig ist, und einen hohen Antennenwirkungsgrad aufrechterhalten.
Das Glassubstrat kann in eine große Platte bzw. ein großes Panel (große Fläche) ausgestaltet sein, und mehr erste Antennenelemente 10 oder zweite Antennenelemente 20 können im Vergleich mit einem Halbleitersubstrat aus einem Substrat erhalten werden. Infolgedessen können Herstellungskosten der Antennenvorrichtung 1 reduziert werden.
Das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 weisen geringere Maß- bzw. Abmessungsänderungen in Bezug auf Wärme und eine stabile Abmessungsgenauigkeit im Vergleich mit einem aus einem organischen Material geschaffenen organischen Substrat auf. Das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 können unter Verwendung einer fluorwasserstoffenthaltenden Lösung nassgeätzt werden und weisen eine hohe Verarbeitungsgenauigkeit auf.
Im Allgemeinen ist die Größe einer Antenne umso geringer, je höher das Frequenzband gesendeter oder empfangener Funkwellen ist. Wenn sich die Größe der Antenne ändert, ändert sich das Frequenzband der gesendeten oder empfangenen Funkwellen. Dementsprechend muss insbesondere eine Antenne, die Funkwellen im Millimeterwellenbereich sendet oder empfängt, eine hohe Abmessungsgenauigkeit aufweisen. Wie oben beschrieben wurde, ist es, da die Antennenvorrichtung 1 eine stabile Maß- bzw. Abmessungsgenauigkeit und hohe Verarbeitungsgenauigkeit aufweist, möglich, Änderungen im Band zu dämpfen und Antenneneigenschaften zu verbessern.
Die Aussparung 25 ist im zweiten Glassubstrat 21 vorgesehen. Der Umfang der Aussparung 25 hat eine Rahmenstruktur. Diese Rahmenstruktur erhöht die Steifigkeit des zweiten Glassubstrats 21 und trägt zur Stabilisierung der Abmessungsgenauigkeit des zweiten Glassubstrats 21 bei.
Ferner weisen das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 Durchlässigkeit auf. Dementsprechend ist es möglich, ein Bild der ersten Patch-Antenne 13 von der Seite der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 aus durch das zweite Glassubstrat 21 aufzunehmen oder ein Bild der zweiten Patch-Antenne von der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 durch das erste Glassubstrat 11 aufzunehmen. Es ist einfach, das erste Glassubstrat und das zweite Glassubstrat auszurichten.
(Ausführungsform 2)
In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 ist die Aussparung 25 im zweiten Glassubstrat 21 vorgesehen. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. Der zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 positionierte Hohlraum kann im ersten Glassubstrat 11 statt im zweiten Glassubstrat 21 vorgesehen werden.
10 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 10 dargestellt ist, enthält eine Vorrichtung 100A für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 2 eine Antennenvorrichtung 1A. Die Antennenvorrichtung 1A enthält ein erstes Antennenelement 10A und ein zweites Antennenelement 20A, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10A angeordnet ist.
Das erste Antennenelement 10A weist eine Aussparung 111 (ein Beispiel einer ersten Aussparung als Hohlraum) auf, die auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 ausgebildet ist. Die planare Form der Aussparung 111 ist rechteckig. Die erste Patch-Antenne 13 ist auf der Bodenfläche 12a der Aussparung 111 vorgesehen. Im zweiten Antennenelement 20A kann die Aussparung 25 (siehe 2) auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehen sein oder auch nicht. 10 veranschaulicht einen Fall, in dem die Aussparung 25 im zweiten Glassubstrat 21 nicht vorgesehen ist. Da die Aussparung 111 durch isotropes Ätzen ausgebildet wird, wird eine Grenze 111c zwischen der Bodenfläche 111a und der inneren Oberfläche 111b der Aussparung 111 in eine abgerundete Form anstelle einer winkligen Form ausgebildet.
In der Antennenvorrichtung 1A ist ein Hohlraum (zum Beispiel die Aussparung 111) ebenfalls zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 vorhanden. Die Dielektrizitätskonstante zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 wird durch die Luftschicht in der Aussparung 111 niedrig gehalten. Dementsprechend kann die Antennenvorrichtung 1A Funkwellen im Millimeterwellenbereich mit hoher Verstärkung in einem breiten Band senden oder empfangen.
(Ausführungsform 3)
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die erste Patch-Antenne 13, die zweite Patch-Antenne 23 als Ausrichtungsmarkierungen genutzt. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. Jedes beliebige Muster bzw. jede beliebige Struktur kann als Ausrichtungsmarkierung genutzt werden.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 11 dargestellt ist, umfasst eine Einrichtung 100B für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 3 eine Antennenvorrichtung 1B. Die Antennenvorrichtung 1B umfasst ein erstes Antennenelement 10B und ein zweites Antennenelement 20B, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10B angeordnet ist.
Das erste Antennenelement 10B weist eine auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a oder der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 vorgesehene erste Ausrichtungsmarkierung 121 auf. 11 veranschaulicht einen Fall, in dem die erste Ausrichtungsmarkierung 121 auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen ist. Beispielsweise wird die erste Ausrichtungsmarkierung 121 zur gleichen Zeit wie die erste Patch-Antenne 13 durch denselben Prozess ausgebildet. Infolgedessen besteht die erste Ausrichtungsmarkierung 121 aus dem gleichen Material (als ein Beispiel Cu oder einer Cu-Legierung) und weist die gleiche Filmdicke wie die erste Patch-Antenne 13 auf. Die erste Ausrichtungsmarkierung 121 kann eine beliebige planare Form wie etwa einen perfekten Kreis, eine Ellipse, ein Rechteck oder eine Kreuzform aufweisen.
Das zweite Antennenelement 20B weist eine auf der Seite der vorderen Oberfläche 21a oder der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehene zweite Ausrichtungsmarkierung 221 auf. 11 veranschaulicht einen Fall, in dem die zweite Ausrichtungsmarkierung 221 auf der Seite der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 ausgebildet ist. Beispielsweise wird die zweite Ausrichtungsmarkierung 221 zur gleichen Zeit wie die zweite Patch-Antenne 23 durch denselben Prozess ausgebildet. Infolgedessen besteht die zweite Ausrichtungsmarkierung 221 aus dem gleichen Material (als ein Beispiel Cu oder einer Cu-Legierung) und weist die gleiche Filmdicke wie die zweite Patch-Antenne 23 auf. Die zweite Ausrichtungsmarkierung 221 kann eine beliebige planare Form wie etwa einen perfekten Kreis, eine Ellipse, ein Rechteck oder eine Kreuzform aufweisen.
Wenn das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 wie entworfen ausgerichtet werden, sind die erste Ausrichtungsmarkierung 121 und die zweite Ausrichtungsmarkierung 221 so ausgebildet, dass sie sich in Draufsicht überlappen. Selbst in solch einer Konfiguration kann die Herstellungsvorrichtung das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 unter Verwendung der ersten Ausrichtungsmarkierung 121 und der zweiten Ausrichtungsmarkierung 221 mit hoher Genauigkeit ausrichten.
Die Herstellungsvorrichtung kann das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 unter Verwendung sowohl der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 als auch der ersten Ausrichtungsmarkierung 121 und der zweiten Ausrichtungsmarkierung 221 ausrichten. Dementsprechend erhöht sich die Anzahl an für die Ausrichtung genutzten Markierungen, und somit wird die Genauigkeit der Ausrichtung verbessert.
Alternativ dazu können eine Vielzahl erster Ausrichtungsmarkierungen 121 und eine Vielzahl zweiter Ausrichtungsmarkierungen 221 vorgesehen werden. Die Herstellungsvorrichtung kann das erste Glassubstrat 11 und das zweite Glassubstrat 21 so ausrichten, dass sich die Vielzahl erster Ausrichtungsmarkierungen 121 und die Vielzahl zweiter Ausrichtungsmarkierungen 221 in Draufsicht jeweils überlappen. In diesem Fall erhöht sich die Anzahl an für die Ausrichtung genutzten Markierungen ebenfalls und wird somit die Genauigkeit der Ausrichtung verbessert.
(Ausführungsform 4)
In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Antennenvorrichtung 1 zusätzlich zu der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 eine Längsricht- bzw. End-Fire-Antenne enthalten.
12 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 12 dargestellt ist, enthält eine Einrichtung 100C für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 4 eine Antennenvorrichtung 1C. Die Antennenvorrichtung 1C umfasst ein erstes Antennenelement 10C und ein zweites Antennenelement 20, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10C angeordnet ist.
Das erste Antennenelement 10C umfasst eine auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 vorgesehene End-Fire-Antenne 131. Die planare Form der End-Fire-Antenne 131 ist ein Rechteck, das sich in einer Richtung (zum Beispiel in der Y-Achsenrichtung) lang erstreckt. Die End-Fire-Antenne 131 wird zur gleichen Zeit wie die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 durch denselben Prozess ausgebildet. Infolgedessen besteht die End-Fire-Antenne 131 aus dem gleichen Material (als ein Beispiel Cu oder einer Cu-Legierung) und weist die gleiche Filmdicke wie die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 auf.
Die End-Fire-Antenne 131 ist mit einer Signalleitung verbunden, über die ein Hochfrequenzsignal bereitgestellt wird. Die End-Fire-Antenne 131 ist weder mit der Leiterschicht 15 noch der Anschlussschicht 17 elektrisch verbunden. Die End-Fire-Antenne 131 weist eine Richtcharakteristik in der horizontalen Richtung parallel zur ersten Patch-Antenne 13 und orthogonal zu der oben erwähnten einen Richtung (zum Beispiel der X-Achsenrichtung) auf. Infolgedessen kann die Antennenvorrichtung 1C über die End-Fire-Antenne 131 Funkwellen im Millimeterwellenbereich in der X-Achsenrichtung senden oder Funkwellen im Millimeterwellenbereich in der X-Achsenrichtung empfangen. Die Antennenvorrichtung 1C weist eine Richtcharakteristik nicht nur in der Normalenrichtung der ersten Patch-Antenne 13, sondern auch in der horizontalen Richtung der ersten Patch-Antenne 13 auf und kann somit einen größeren Bereich abdecken.
Indes zeigt 12 einen Fall, in dem eine End-Fire-Antenne 131 für eine erste Patch-Antenne 13 vorgesehen ist. Jedoch ist dies nur ein Beispiel. Das erste Antennenelement 10C kann eine Vielzahl an End-Fire-Antennen 131 für eine erste Patch-Antenne 13 aufweisen. In diesem Fall kann die Vielzahl an End-Fire-Antennen 131 eine Richtcharakteristik in der gleichen Richtung oder Richtcharakteristiken in verschiedenen Richtungen aufweisen. Beispielsweise kann unter der Vielzahl an End-Fire-Antennen 131 die erste End-Fire-Antenne eine Richtcharakteristik in der X-Achsenrichtung aufweisen und kann die zweite End-Fire-Antenne eine Richtcharakteristik in der Y-Achsenrichtung aufweisen. Infolgedessen kann die Antennenvorrichtung 1C einen größeren Bereich abdecken.
(Ausführungsform 5)
In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 ist die Bodenfläche der Aussparung des zweiten Glassubstrats 21 flach. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Bodenfläche 25a der Aussparung 25 des zweiten Glassubstrats 21 kann uneben sein.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 14 ist eine Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 14 zeigt einen Querschnitt von 13 entlang der X-Z-Ebene durch eine XIV-XIV'-Linie. Wie in 13 und 14 dargestellt ist, umfasst eine Einrichtung 100D für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 5 eine Antennenvorrichtung 1D. Die Antennenvorrichtung 1D umfasst ein erstes Antennenelement 10 und ein zweites Antennenelement 20D, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10 angeordnet ist.
Im zweiten Antennenelement 20D ist eine Vielzahl an Erhebungen 241 auf der Bodenfläche 25a der Aussparung 25 vorgesehen. Die Vielzahl an Erhebungen 241 weist beispielsweise die gleiche Form und die gleiche Größe auf. Die Vielzahl an Erhebungen 241 ist in gleichen Intervallen bzw. Abständen in der X-Achsenrichtung und in gleichen Abständen in der Y-Achsenrichtung angeordnet. Der Anordnungsabstand der Vielzahl an Erhebungen 241 in der X-Achsenrichtung und der Anordnungsabstand in der Y-Achsenrichtung können gleich oder voneinander verschieden sein. Zumindest einige der Vielzahl an Erhebungen 241 sind zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 positioniert.
Die Vielzahl an Erhebungen 241 kann mit dem zweiten Glassubstrat 21 integral bzw. einteilig vorgesehen werden. Wenn die Vielzahl an Erhebungen 241 mit dem zweiten Glassubstrat 21 einteilig vorgesehen wird, wird die Vielzahl an Erhebungen 241 durch Ätzen der Bodenfläche 25a der Aussparung 25 durch Fotolithografie- und Nassätztechniken ausgebildet. Da die Bodenfläche 25a der Aussparung 25 Glas ist, wird zum Nassätzen eine Fluorwasserstoff enthaltende Lösung verwendet.
Da die Vielzahl an Erhebungen 241 in gleichen Abständen in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung vorhanden ist, ändert sich die Dielektrizitätskonstante zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung periodisch. Infolgedessen verschieben sich das Band und der Resonanzpunkt der Antennenvorrichtung 1D gegenüber einem Band und einem Resonanzpunkt, wenn die Bodenfläche 25a der Aussparung 25 nicht uneben ist.
Die Vielzahl an Erhebungen 241 verschiebt das Band und den Resonanzpunkt der Antennenvorrichtung 1D. Die Verschiebungsbeträge des Bands und des Resonanzpunkts der Antennenvorrichtung 1D sind Werte, die von der Form, der Größe, der Anordnung und dergleichen der Vielzahl an Erhebungen 241 abhängen. Es ist möglich, dass Band und den Resonanzpunkt der Antennenvorrichtung 1D einzustellen, indem die Form, die Größe, die Anordnung und dergleichen der Vielzahl an Erhebungen 241 beliebig ausgelegt werden. In der Ausführungsform 5 kann die Vielzahl an Erhebungen 241 unterschiedliche Formen oder unterschiedliche Größen aufweisen. Selbst in solch einer Konfiguration können das Band und der Resonanzpunkt eingestellt werden.
(Ausführungsform 6)
In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 ist eine Aussparung 25 im zweiten Glassubstrat 21 vorgesehen. In der vorliegenden Offenbarung ist jedoch die Anzahl an im zweiten Glassubstrat 21 vorgesehenen Aussparungen 25 nicht auf Eins beschränkt und kann ein Vielfaches sein.
15 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Offenbarung zeigt. Wie in 15 dargestellt ist, enthält eine Einrichtung 100E für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 6 eine Antennenvorrichtung 1E. Die Antennenvorrichtung 1E umfasst ein erstes Antennenelement 10 und ein zweites Antennenelement 20E, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10 angeordnet ist. Im zweiten Antennenelement 20E ist eine Vielzahl an Schlitzen 251 (ein Beispiel der zweiten Aussparung als Hohlraum) auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 21b des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehen. Die Schlitze 251 sind in der Y-Achsenrichtung lang ausgebildet. Die zweite Patch-Antenne 23 befindet sich in Draufsicht an einer Position, wo sie mit zumindest einigen der Vielzahl an Schlitzen 251 überlappt.
Die Vielzahl an Schlitzen 251 wird durch Ätzen der Bodenfläche 25a der Aussparung 25 durch Fotolithografie- und Nassätztechniken ausgebildet. Für jeden der Vielzahl an Schlitzen 251 ist es wünschenswert, dass ein Aspektverhältnis 3 oder mehr und 8 oder weniger beträgt. Das Aspektverhältnis ist ein Verhältnis einer Länge D des Schlitzes in der Tiefenrichtung (zum Beispiel der Z-Achsenrichtung) zu einer Länge W des Schlitzes in der Breitenrichtung (zum Beispiel mit der X-Achsenrichtung) und wird durch D/W repräsentiert.
In der Antennenvorrichtung 1E ist ein Hohlraum (zum Beispiel eine Vielzahl an Schlitzen 251) ebenfalls zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 vorhanden. Die erste Patch-Antenne 13 liegt über die Vielzahl an Schlitzen 251 der zweiten Patch-Antenne 23 gegenüber. Die Dielektrizitätskonstante zwischen der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 wird durch die Luftschicht in den Schlitzen 251 niedrig gehalten. Dementsprechend kann die Antennenvorrichtung 1E Funkwellen im Millimeterwellenbereich mit hoher Verstärkung in einem breiten Band senden oder empfangen.
(Ausführungsform 7)
In der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst die Antennenvorrichtung 1 eine erste Patch-Antenne 13 und eine zweite Patch-Antenne 23. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Antennenvorrichtung 1 kann eine Vielzahl erster Patch-Antennen 13 und einer Vielzahl zweiter Patch-Antennen 23 umfassen.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 7 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 16 dargestellt ist, enthält eine Einrichtung 100F für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 7 eine Antennenvorrichtung 1F. Die Antennenvorrichtung 1F umfasst ein erstes Antennenelement 10F und ein zweites Antennenelement 20F, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10 angeordnet ist.
Das erste Antennenelement 10F weist eine Vielzahl erster Patch-Antennen 13 auf, die auf der Seite der vorderen Oberfläche des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen sind. Das zweite Antennenelement 20F weist eine Vielzahl zweiter Patch-Antennen 23 auf, die auf der Seite der vorderen Oberfläche des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehen sind. Die Vielzahl erster Patch-Antennen 13 liegt jeweils der Vielzahl zweiter Patch-Antennen 23 gegenüber. Ferner ist eine Aussparung 25 im zweiten Antennenelement 20F vorgesehen. Die Vielzahl erster Patch-Antennen 13 und die Vielzahl zweiter Patch-Antennen 23 sind an Positionen vorgesehen, an denen sie in Draufsicht mit der Aussparung 25 überlappen.
In der Antennenvorrichtung 1F ist ebenfalls ein Hohlraum (zum Beispiel die Aussparung 25) zwischen der Vielzahl erster Patch-Antennen 13 und der Vielzahl zweiter Patch-Antennen 23 vorhanden. Die Dielektrizitätskonstante zwischen der Vielzahl erster Patch-Antennen 13 und der Vielzahl zweiter Patch-Antennen 23 wird durch die Luftschicht in der Aussparung 25 niedrig gehalten. Dementsprechend kann die Antennenvorrichtung 1F Funkwellen im Millimeterwellenbereich mit hoher Verstärkung in einem breiten Band senden oder empfangen.
In der Antennenvorrichtung 1F ist es möglich, Funkwellen mit einer engeren Richtcharakteristik zu senden oder zu empfangen, indem eine Vielzahl an Patch-Antennen mit einer Hohlraum-Stapelstruktur aus den ersten Patch-Antennen 13 und den zweiten Patch-Antennen 23 angeordnet wird. Zur gleichen Zeit können Funkwellen überlagert werden und kann somit die Antennenverstärkung erhöht werden.
(Ausführungsform 8)
In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Antennenvorrichtung 1 zusätzlich zu der ersten Patch-Antenne 13 und der zweiten Patch-Antenne 23 eine lineare Antenne (zum Beispiel eine Dipolantenne oder eine Monopolantenne) enthalten.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 8 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 18 ist eine Querschnittsansicht, die das Konfigurationsbeispiel der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 18 zeigt einen Querschnitt von 17 entlang der X-Z-Ebene durch eine XVIII-XVIII'-Linie. Wie in 17 und 18 gezeigt ist, weist die Antennenvorrichtung 1G gemäß der Ausführungsform 7 ein erstes Antennenelement 10G und ein zweites Antennenelement 20 auf, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10G angeordnet ist (siehe 1 oder 2).
Wie in 17 und 18 dargestellt ist, umfasst das erste Antennenelement 10G das erste Glassubstrat 11, die erste Patch-Antenne 13, die auf dem ersten Glassubstrat 11 vorgesehen ist, und eine Dipolantenne 160, die auf dem ersten Glassubstrat 11 vorgesehen ist. Die Dipolantenne 160 umfasst eine erste leitfähige Leiterbahnschicht 161 und eine dritte leitfähige Leiterbahnschicht 163, die auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen sind, und eine zweite leitfähige Leiterbahnschicht 162 und eine vierte leitfähige Leiterbahnschicht 164, die auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen sind.
In der Ausführungsform 7 weist das erste Glassubstrat 11 ein drittes Durchgangsloch 11H3, das durch die vordere Oberfläche 11a und die rückseitige Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 dringt, und eine Anschlussschicht 171 auf, die auf der rückseitigen Oberfläche 11b vorgesehen ist. Wie in 18 dargestellt ist, ist die Anschlussschicht 171 weder mit der auf der Seite der rückseitigen Oberfläche 11b vorgesehenen Leiterschicht 15 noch der zweiten leitfähigen Leiterbahnschicht 162 elektrisch verbunden.
Im ersten Glassubstrat 11 ist die erste leitfähige Leiterbahnschicht 161 auf der einen Seite des dritten Durchgangslochs 11H3 angeordnet und ist die Anschlussschicht 171 auf der anderen Seite des dritten Durchgangslochs 11H3 angeordnet. Die erste Patch-Antenne 13 und die Anschlussschicht 171 sind über das dritte Durchgangsloch 11H3 miteinander elektrisch verbunden. Das dritte Durchgangsloch 11H3 kann mit einem Leiter gefüllt sein. Ein Beispiel des Leiters ist Cu oder eine Cu-Legierung.
Die erste leitfähige Leiterbahnschicht 161, die Anschlussschicht 171 und die zweite leitfähige Leiterbahnschicht 162 sind mit dem Phasenschieber 55 (siehe 9) der Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation beispielsweise über eine auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehene Signalleitung verbunden. Alternativ dazu kann die zweite leitfähige Leiterbahnschicht 162 über eine auf der Kommunikations-Platine 5 vorgesehene Potentialleitung auf ein beliebiges Potential (zum Beispiel ein Erdungspotential (0 V)) fixiert bzw. gesetzt werden. Die dritte leitfähige Leiterbahnschicht 163 und die vierte leitfähige Leiterbahnschicht 164 sind mit keiner Komponente elektrisch verbunden.
Die erste leitfähige Leiterbahnschicht 161 und die dritte leitfähige Leiterbahnschicht 163 werden beispielsweise zur gleichen Zeit wie die erste Patch-Antenne 13 durch denselben Prozess gebildet. Infolgedessen werden die erste leitfähige Leiterbahnschicht 161 und die dritte leitfähige Leiterbahnschicht 163 aus dem gleichen Material (zum Beispiel Cu oder einer Cu-Legierung) gebildet und haben die gleiche Filmdicke wie die erste Patch-Antenne 13.
Ähnlich werden die zweite leitfähige Leiterbahnschicht 162, die vierte leitfähige Leiterbahnschicht 164 und die Anschlussschicht 171 beispielsweise zur gleichen Zeit wie die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 durch denselben Prozess gebildet. Infolgedessen werden die zweite leitfähige Leiterbahnschicht 162, die vierte leitfähige Leiterbahnschicht 164 und die Anschlussschicht 171 aus dem gleichen Material (als ein Beispiel Cu oder eine Cu-Legierung) gebildet und weisen die gleiche Filmdicke wie die Leiterschicht 15 und die Anschlussschicht 17 auf.
Die Dipolantenne 160 weist eine Richtcharakteristik in der horizontalen Richtung (zum Beispiel der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung) parallel zur ersten Patch-Antenne 13 auf. Infolgedessen kann die Antennenvorrichtung 1G über die Dipolantenne 160 Funkwellen im Millimeterwellenbereich in der horizontalen Richtung senden und Funkwellen im Millimeterwellenbereich in der horizontalen Richtung empfangen. Die Antennenvorrichtung 1G weist eine Richtcharakteristik nicht nur in der Normalenrichtung der ersten Patch-Antenne 13, sondern auch in der horizontalen Richtung der ersten Patch-Antenne 13 auf, und kann somit einen breiteren Bereich abdecken.
(Ausführungsform 9)
19 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 19 dargestellt ist, enthält eine Einrichtung 100H für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 9 eine Antennenvorrichtung 1H und die Schaltung 50 für drahtlose Kommunikation (siehe 9), die mit der Antennenvorrichtung 1H verbunden ist. Die Antennenvorrichtung 1H umfasst ein erstes Antennenelement 10H und das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10H angeordnete zweite Antennenelement 20.
Das erste Antennenelement 10H weist eine Vielzahl erster Patch-Antennen 13H auf, die auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen sind. Die ersten Patch-Antennen 13H liegen der zweiten Patch-Antenne 23 des zweiten Antennenelements 20 gegenüber. Der einzige Unterschied zwischen den ersten Patch-Antennen 13H, die in 19 dargestellt sind, und den in der Ausführungsform 1 und dergleichen beschriebenen ersten Patch-Antenne 13 ist die Form der Ecken. In den ersten Patch-Antennen 13H, die in 19 dargestellt sind, ist die Konfiguration mit Ausnahme der Form der Ecken die Gleiche wie jene der ersten Patch-Antenne 13.
20 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 1 der ersten Patch-Antenne gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 20 dargestellt ist, ist die Form der ersten Patch-Antenne 13H in Draufsicht rechteckig. Die erste Patch-Antenne 13H weist einen ersten Rand L1, einen zweiten Rand L2, einen dritten Rand L3 und einen vierten Rand L4 als äußere Umfangsränder auf. Der erste Rand L1 und der dritte Rand L3 sind in der Y-Achsenrichtung parallel, und der zweite Rand L2 und der vierte Rand L4 sind in der X-Achsenrichtung parallel. Der erste Rand L1 und der dritte Rand L3 liegen in der X-Achsenrichtung einander gegenüber, und der zweite Rand L2 und der vierte Rand L4 liegen in der Y-Achsenrichtung einander gegenüber.
Ein Ende des ersten Rands L1 und ein Ende des vierten Rands L4 sind bei C1 verbunden. Das andere Ende des ersten Rands L1 und ein Ende des zweiten Rands L2 sind an einer Ecke C2 verbunden. Das andere Ende des zweiten Rands L2 und ein Ende des dritten Rands L3 sind an einer Ecke C3 verbunden. Das andere Ende des dritten Rands L3 und das andere Ende des vierten Rands L4 sind an einer Ecke C4 verbunden.
In der ersten Patch-Antenne 13H haben eine oder mehr Konturen der Ecken C1 bis C4 in Draufsicht eine Form, die eine Kurve enthält. Eine Kontur kann auch als Außenrand bezeichnet werden. Wie in 20 dargestellt ist, haben zum Beispiel die Konturen der Ecken C1 bis C4 in Draufsicht eine Form, die eine Kurve einschließt. Die Kontur der Ecke C1 ist eine gekrümmte Linie, die einen Bogen zeichnet, und ist abgerundet. Ähnlich ist jede der Konturen der Ecken C2 bis C4 eine gekrümmte Linie, die einen Bogen zeichnet, und abgerundet. Infolgedessen kann eine Konzentration eines elektrischen Feldes an den Ecken C1 bis C4 gedämpft werden, und somit kann ein Zusammenbruch einer Erregungsform der ersten Patch-Antenne eingedämmt werden.
Alternativ dazu können eine oder mehr Konturen der Ecken C1 bis C4 in Draufsicht eine Form haben, die eine Vielzahl stumpfer Winkel (Winkel größer als 90° und geringer als 180°) enthalten.
21 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 2 der ersten Patch-Antenne gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 22 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 1 der Ecke gemäß der Ausführungsform 9 darstellt. Wie in 21 und 22 dargestellt ist, hat die Kontur der Ecke 1 beispielsweise in Draufsicht eine Form, die zwei stumpfe Winkel CA1 und CA2 enthält. Der Winkel 91 des stumpfen Winkels CA1 und der Winkel θ2 des stumpfen Winkels CA2 sind größer als 90° und geringer als 180°. Als ein Beispiel betragen die Winkel θ1 und θ2 195°.
Ähnlich hat jede der Konturen der Ecken C2 bis C4 ebenfalls in Draufsicht eine Form, die zwei stumpfe Winkel CA1 und CA2 enthält. Infolgedessen kann eine Konzentration eines elektrischen Feldes gedämpft werden und kann somit ein Zusammenbruch einer Erregungsform der ersten Patch-Antenne 13H eingedämmt werden.
22 stellt einen Fall dar, in dem jede der Konturen der Ecken C1 bis C4 in Draufsicht eine Form hat, die zwei stumpfe Winkel CA1 und CA2 enthält. Jedoch sind die Formen der Ecken C1 bis C4 nicht darauf beschränkt. Jede der Konturen der Ecken C1 bis C4 kann in Draufsicht eine Form aufweisen, die drei oder mehr stumpfe Winkel enthält.
23 ist eine Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel 2 der Ecke gemäß der Ausführungsform 9 darstellt. Die Kontur der Ecke C1 hat in Draufsicht eine Form, die drei stumpfe Winkel CA1, CA3 und CA2 enthält. Der stumpfe Winkel CA3 ist zwischen den zwei stumpfen Winkeln CA1 und CA2 angeordnet. Die stumpfen Winkel CA1, CA3 und CA2 sind so angeordnet, dass sie in dieser Reichenfolge verbunden sind. Der Winkel θ1 des stumpfen Winkels CA1, der Winkel θ2 des stumpfen Winkels CA2 und der Winkel θ3 des stumpfen Winkels CA3 sind größer als 90° und geringer als 180°. Als ein Beispiel betragen die Winkel θ1, θ2 und θ3 150°.
Ähnlich hat jede der Konturen der Ecken C2 bis C4 in Draufsicht ebenfalls eine Form, die drei stumpfe Winkel CA1, CA3 und CA2 enthält. Es ist wünschenswert, dass die Anzahl stumpfer Winkel in jeder der Ecken C1 bis C4 größer ist. Je größer die Anzahl stumpfer Winkel ist, desto weiter sind die stumpfen Winkel und desto näher sind die stumpfen Winkel angeordnet. Infolgedessen nähert sich jede der Ecken C1 bis C4 einer Form an, die eine Kurve wie in 23 dargestellt enthält, und somit kann man eine Verbesserung des Effekts einer Dämpfung der Konzentration eines elektrischen Feldes erwarten.
(Modifiziertes Beispiel)
In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann nicht nur die erste Patch-Antenne, sondern auch die zweite Patch-Antenne zumindest eine Ecke aufweisen, deren Form in Draufsicht eine gekrümmte Linie oder eine Vielzahl stumpfer Winkel enthält.
24 ist eine perspektivische Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel 1 der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 24 dargestellt ist, ist in diesem modifizierten Beispiel 1 ein zweites Antennenelement 20H auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10H angeordnet. Das zweite Antennenelement 20H weist das zweite Glassubstrat 21 und eine zweite Patch-Antenne 23H auf, die auf der Seite der vorderen Oberfläche 21a des zweiten Glassubstrats 21 vorgesehen ist. Die zweite Patch-Antenne 23H liegt der ersten Patch-Antenne 13H des ersten Antennenelements 10H gegenüber. Der einzige Unterschied zwischen der zweiten Patch-Antenne 23H und der zweiten Patch-Antenne 23, die in der Ausführungsform 1 und dergleichen beschrieben ist, ist die Form der Ecken. Die Konfiguration der zweiten Patch-Antenne 23H mit Ausnahme der Form der Ecken ist die Gleiche wie jene der zweiten Patch-Antenne 23.
Ähnlich der ersten Patch-Antenne 13H weist die zweite Patch-Antenne 23H zumindest eine Ecke auf, die in Draufsicht eine eine gekrümmte Linie enthaltende Form oder eine eine Vielzahl stumpfer Winkel enthaltende Form auf. Beispielsweise hat die zweite Patch-Antenne 23H die gleiche Form und die gleichen Abmessungen wie jene der ersten Patch-Antenne 13H. Dementsprechend kann eine Konzentration eines elektrischen Feldes an den Ecken sowohl in der zweiten Patch-Antenne 23H als auch der ersten Patch-Antenne 13H gedämpft werden. Deshalb ist es möglich, einen Zusammenbruch der Erregungsform in sowohl der ersten Patch-Antenne 13H als auch der zweiten Patch-Antenne 23H einzudämmen.
Ferner können in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nur die Ecken der zweiten Patch-Antenne, nicht der ersten Patch-Antenne, in Draufsicht eine eine gekrümmte Linie enthaltende Form oder eine eine Vielzahl stumpfer Winkel enthaltende Form aufweisen.
25 ist eine perspektivische Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel 2 der Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 25 dargestellt ist, ist in diesem modifizierten Beispiel 2 das zweite Antennenelement 20H auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements 10 angeordnet. Die zweite Patch-Antenne 23H des zweiten Antennenelements 20H liegt der ersten Patch-Antenne 13H des ersten Antennenelements 10H gegenüber. Selbst in solch einer Konfiguration ist es möglich, einen Zusammenbruch der Anregungsform der zweiten Patch-Antenne 23H einzudämmen.
(Ausführungsform 10)
26 ist eine Draufsicht, die ein Anordnungsbeispiel des ersten Einspeisungspunkts gemäß einer Ausführungsform 10 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 26 dargestellt ist, ist der erste Einspeisungspunkt FP1 mit beispielsweise der Umgebung des vierten Rands L4 der ersten Patch-Antenne 13H verbunden. Mit dieser Struktur sendet oder empfängt die erste Patch-Antenne 13H ein einfach-polarisiertes Signal entsprechend einer Erregung ihres Umfangs des vierten Rands L4 und ihres Umfangs des zweiten Rands L2.
Im in 26 dargestellten Beispiel wird die erste Patch-Antenne 13H genutzt. Da die Ecken C1 bis C4 der ersten Patch-Antenne 13H abgerundet sind, wird eine Konzentration des elektrischen Feldes an den Ecken C1 bis C4 gedämpft.
Ferner ist die Form der ersten Patch-Antenne 13H in Draufsicht ein Rechteck. In diesem Rechteck ist eine gerade Linie, die die Mitten eines Satzes von Rändern (zum Beispiel des vierten Rands CL4 und des zweiten Rands L2) verbindet, die in einer ersten Richtung (zum Beispiel der Y-Achsenrichtung) einander gegenüberliegen, als eine erste gerade Linie VL definiert. Eine gerade Linie, die die Mitten eines Satzes von Rändern (zum Beispiel des ersten Rands CL1 und des dritten Rands L3) verbindet, die in einer die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung (zum Beispiel der X-Achsenrichtung) einander gegenüberliegen, ist als eine zweite gerade Linie HL definiert. Wie in 26 dargestellt ist, befindet sich der erste Einspeisungspunkt FP1 an einer von der ersten geraden Linie VL und der zweiten geraden Linie HL separaten Position.
Die Position, wo die erste gerade Linie VL die zweite gerade Linie HL kreuzt, ist die Mittenposition CP der ersten Patch-Antenne 13H. Der erste Einspeisungspunkt FP1 befindet sich an einer Position, die von der Mittenposition CP in zwei axialen Richtungen (X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung) abweicht. Beispielsweise ist der erste Einspeisungspunkt FP1 um 0,05 mm oder mehr jeweils von der ersten geraden Linie VL und zweiten geraden Linie HL getrennt. Dies verbessert einen Erregungszustand, wenn die erste Patch-Antenne 13H ein einfach-polarisiertes Signal sendet oder empfängt. In einer Antennenvorrichtung, die ein einfach-polarisiertes Signal sendet oder empfängt, können die Resonanztiefe und das Band verbessert werden und kann das Band erweitert werden.
27 ist eine Draufsicht, die ein Anordnungsbeispiel des ersten Einspeisungspunkts und des zweiten Einspeisungspunkts gemäß der Ausführungsform 10 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 27 dargestellt ist, ist der erste Einspeisungspunkt FP1 mit beispielsweise der Umgebung des vierten Rands L4 der ersten Patch-Antenne 13H verbunden. Der zweite Einspeisungspunkt FP2 ist mit beispielsweise der Umgebung des dritten Rands L3 der ersten Patch-Antenne 13H verbunden.
Mit dieser Struktur sendet oder empfängt die erste Patch-Antenne 13H ein in der vertikalen Richtung oder der horizontalen Richtung polarisiertes Signal gemäß einer Erregung des Umfangs des vierten Rands L4 und des Umfangs des zweiten Rands L2. Ferner sendet oder empfängt die erste Patch-Antenne 13H ein in der anderen der vertikalen Richtung und horizontalen Richtung polarisiertes Signal gemäß einer Erregung des Umfangs des dritten Rands L3 und des Umfangs des ersten Rands L1. Das heißt, die erste Patch-Antenne 13H sendet oder empfängt ein bipolarisiertes Signal.
In dem in 27 dargestellten Beispiel wird auch die erste Patch-Antenne 13H verwendet. Da die Ecken C1 bis C4 der ersten Patch-Antenne 13H abgerundet sind, wird eine Konzentration eines elektrischen Feldes an den Ecken C1 bis C4 gedämpft.
Wie in 27 dargestellt ist, ist ferner der erste Einspeisungspunkt FP1 an einer von der ersten geraden Linie VL und der zweiten geraden Linie HL getrennten Position gelegen. Der zweite Einspeisungspunkt FP2 ist ebenfalls an einer von der ersten geraden Linie VL und der zweiten geraden Linie HL getrennten Position gelegen. Beispielsweise ist der zweite Einspeisungspunkt FP2 von der ersten geraden Linie VL und der zweiten geraden Linie HL um 0,05 mm oder mehr getrennt. Das heißt, sowohl der erste Einspeisungspunkt FP1 als auch der zweite Einspeisungspunkt FP2 sind an einer Position gelegen, die von der Mittenposition CP in zwei Achsenrichtungen (der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) abweicht. Dies verbessert den Erregungszustand, wenn die erste Patch-Antenne 13H ein dual-polarisiertes Signal sendet oder empfängt. In einer Antennenvorrichtung, die ein dual-polarisiertes Signal sendet oder empfängt, können die Resonanztiefe und das Band verbessert werden und kann das Band erweitert werden.
(Ausführungsform 11)
28 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Einrichtung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform 11 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 28 dargestellt ist, enthält eine Einrichtung 100J für drahtlose Kommunikation gemäß der Ausführungsform 11 eine Antennenvorrichtung 1J und die Kommunikations-Platine 5, auf der die Antennenvorrichtung 1J moniert ist. Die Antennenvorrichtung 1J hat eine langgestreckte Form in einer Richtung. Beispielsweise weist die Antennenvorrichtung 1J ein erstes Antennenelement 10J und ein zweites Antennenelement 20J auf. Die Abmessungen des ersten Antennenelements 10J und des zweiten Antennenelements 20J sind in der Y-Achsenrichtung länger als in der X-Achsenrichtung.
Selbst in solch einem Fall umfasst die Antennenvorrichtung 1J zumindest eine der ersten Patch-Antenne 13H und der zweiten Patch-Antenne 23H mit Ecken in einer Form, die eine gekrümmte Linie enthält (oder einer Form, die eine Vielzahl stumpfer Winkel enthält), und somit kann ein Zusammenbruch der Erregungsform eingedämmt werden. In der Antennenvorrichtung 1J ist ferner zumindest einer des ersten Einspeisungspunkts FP1 und des zweiten Einspeisungspunkts FP2 an einer Position vorhanden, wo er in Bezug auf die Mittenposition CP in zwei axialen Richtungen (der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) abweicht, und somit können die Resonanztiefe und das Band verbessert werden und kann das Band erweitert werden.
Wie in 28 dargestellt ist, ist es ferner wünschenswert, dass die in einer Richtung langgestreckte Antennenvorrichtung 1J eine Metallplatte 180 aufweist, die in einer Richtung langgestreckt und von der ersten Patch-Antenne 13 entfernt angeordnet ist. 28 veranschaulicht einen Fall, in dem die Antennenvorrichtung 1J und die Metallplatte 180 in der Y-Achsenrichtung langgestreckt sind.
Die Metallplatte 180 ist wie die erste Patch-Antenne 13 auf der Seite der vorderen Oberfläche 11a des ersten Glassubstrats 11 vorgesehen. Die Metallplatte 180 hat die gleiche Schichtstruktur wie jene der ersten Patch-Antenne 13. Beispielsweise besteht die Metallplatte 180 aus einer durch Elektroplattieren ausgebildeten Cu-Schicht, einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Ni-Schicht und einer durch stromloses Plattieren ausgebildeten Au-Schicht. Die Cu-Schicht, die Ni-Schicht und die Au-Schicht sind in dieser Reihenfolge von der Seite des ersten Glassubstrats 11 aus laminiert. Die Metallplatte 180 wird zur gleichen Zeit wie die erste Patch-Antenne 13 durch denselben Prozess ausgebildet.
Eine Vielzahl vierter Durchgangslöcher 11H4, die durch die vordere Oberfläche 11a und die rückseitige Oberfläche 11b des ersten Glassubstrats 11 dringen, sind im ersten Glassubstrat 11 der Antennenvorrichtung 1J vorgesehen. Die Metallplatte 180 ist auf der Seite eines Endes der vierten Durchgangslöcher 11H4 angeordnet, und die Leiterschicht 15 ist auf der Seite des anderen Endes der vierten Durchgangslöcher 11H4 angeordnet. Die vierten Durchgangslöcher 11H4 können mit einem Leiter gefüllt sein. Ein Beispiel des Leiters ist Cu oder eine Cu-Legierung.
Die Metallplatte 180 ist über die vierten Durchgangslöcher 11H4 mit der Leiterschicht 15 elektrisch verbunden. Wenn die Leiterschicht 15 eine Erdung ist und als reflektierende Schicht dient, ist die Metallplatte 180 über die vierten Durchgangslöcher 11H4 mit der Leiterschicht 15 verbunden. Die Leiterschicht 15 ist auf ein beliebiges Potential (zum Beispiel ein Erdungspotential (0 V)) fixiert. Infolgedessen kann die Antennenvorrichtung 1J eine Strahlungsform gesendeter Funkwellen verbessern.
Wie in 28 dargestellt ist, ist ferner die Anschlussschicht 17 auf der Kommunikations-Platine 5 als Einspeisungsübertragungsleitung zum Einspeisen von Leistung in den ersten Einspeisungspunkt FP1 und den zweiten Einspeisungspunkt FP2 vorgesehen. Die Anschlussschicht 17 kann zumindest zwei oder mehr Verdrahtungsbreiten aufweisen. Beispielsweise weist die Anschlussschicht 17 einen ersten Verdrahtungsabschnitt 17A mit einer ersten Verdrahtungsbreite WA und einen zweiten Verdrahtungsabschnitt 17B auf, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 17A in Reihe geschaltet ist und eine zweite Verdrahtungsbreite WB aufweist. Der Wert der zweiten Verdrahtungsbreite WB ist geringer als jener der erste Verdrahtungsbreite WA. In der Kommunikations-Platine 5 werden, um eine Anpassung der Impedanz eines in die Antennenvorrichtung 1J eingespeisten Signals zu optimieren, Leitungen (der erste Verdrahtungsabschnitt 17A und der zweite Verdrahtungsabschnitt 17B) mit unterschiedlichen Breiten kombiniert.
(Auswertungsergebnisse)
29A bis 29E sind grafische Darstellungen, die Ergebnisse einer Auswertung einer Antennen-Richtcharakteristik einer Antennenvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen. Konkreter ist 29A eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik darstellt, wenn eine Funkwellenfrequenz 25 GHz beträgt. 29B ist eine grafische Darstellung, die das Ergebnis einer Auswertung einer Antennen-Richtcharakteristik darstellt, wenn die Frequenz der Funkwelle 29 GHz beträgt. 29C ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik darstellt, wenn die Funkwellenfrequenz 37 GHz beträgt. 29D ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik darstellt, wenn die Funkwellenfrequenz 40 GHz beträgt. 29E ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Auswertung der Antennen-Richtcharakteristik darstellt, wenn die Funkwellenfrequenz 43,5 GHz beträgt.
In jeder der 29A bis 29E geben die numerischen Werte am äußeren Umfang des Kreises Winkel (°) der zweiten Patch-Antenne 23H in der Normalenrichtung an. Ferner geben numerische Werte im Inneren des Kreises Verstärkungen (dB) an. In diesen Abbildungen ist eine maximale Verstärkung als 10 dB normiert.
Diese Auswertung wurde unter Verwendung einer Antennenvorrichtung mit den zwei, in den Ausführungsformen 9 und 10 beschriebenen Konfigurationen durchgeführt. Konkret umfasst die für die Auswertung verwendete Antennenvorrichtung die erste Patch-Antenne 13H und die zweite Patch-Antenne 23H. Sowohl die erste Patch-Antenne 13H als auch die zweite Patch-Antenne 23H weisen in Draufsicht eine rechtwinklige Form auf, und die vier Ecken des Rechtecks sind gekrümmt und abgerundet (Konfiguration 1). Ferner weist die für die Auswertung verwendete Antennenvorrichtung den ersten Einspeisungspunkt FP1 und den zweiten Einspeisungspunkt FP2 auf. Der erste Einspeisungspunkt FP1 und der zweite Einspeisungspunkt FP2 sind jeweils in zwei axialen Richtungen verschoben (Konfiguration 2).
Wie in 29A bis 29E dargestellt ist, wird bestätigt, dass die Antennenvorrichtung mit den Konfigurationen 1 und 2 eine Verbesserung der Strahlungscharakteristik und eine Verbesserung einer Verstärkung in einem breiten Frequenzband von 25 GHz bis 43,5 GHz realisieren kann.
Wenn Funkwellen in einem breiten Band gesendet oder empfangen werden, werden im Allgemeinen Patch-Antennen mit einer Vielzahl an Größen entsprechend einer Vielzahl an Bändern präpariert bzw. vorbereitet. Eine kleinere Patch-Antenne ist für eine höhere Frequenz ausgelegt. Falls Patch-Antennen mit einer Vielzahl an Größen präpariert werden, nimmt jedoch die Anzahl an Teilen zu, was eine Miniaturisierung der Vorrichtung beeinträchtigt und die Herstellungskosten erhöht. Um dies zu verhindern, ist es denkbar, Breitband-Funkwellen mit einer gemeinsamen Patch-Antenne mit einer Größe zu behandeln; aber in diesem Fall konzentrieren sich elektrische Felder insbesondere zu der Zeit, zu der mit hohen Frequenzen gesendet oder empfangen wird, tendenziell an den Ecken der Patch-Antenne. Wenn sich elektrische Felder an den Ecken der Patch-Antenne konzentrieren, kann die Erregungsform zusammenbrechen, was zu einer Verschlechterung von Strahlungscharakteristiken der Funkwellen und der Verstärkung führt.
Jedoch wird bestätigt, dass die Antennenvorrichtung mit den Konfigurationen 1 und 2 eine Konzentration elektrischer Felder an den Ecken selbst zu der Zeit, zu der Funkwellen mit hoher Frequenz (zum Beispiel 43,5 GHz) gesendet oder empfangen werden, dämpft und somit einen Zusammenbruch der Erregungsform im Vergleich mit einer Vorrichtung ohne die Konfigurationen 1 und 2 eindämmt. Es wird bestätigt, dass eine Abnahme der Strahlungscharakteristiken und eine Abnahme der Verstärkung selbst zu der Zeit gedämpft werden, zu der Funkwellen mit hoher Frequenz (zum Beispiel 43,5 GHz) gesendet oder empfangen werden. Aus diesen Ergebnissen wird bestätigt, dass im Vergleich mit einer Vorrichtung ohne die Konfigurationen 1 und 2 das Band die Antennenvorrichtung mit den Konfigurationen 1 und 2 erweitern kann.
(Andere Ausführungsformen)
Wie oben erwähnt wurde, wurde die vorliegende Offenbarung mittels Ausführungsformen und modifizierter Beispiele beschrieben; jedoch sollten die Erklärung und die Zeichnungen, die einen Teil dieser Offenbarung bilden, nicht so verstanden werden, dass sie die vorliegende Offenbarung einschränken. Es versteht sich, dass aus dieser Offenbarung verschiedene alternative Ausführungsformen, Beispiele und funktionsfähige Techniken für den Fachmann ersichtlich werden.
Beispielsweise können in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine mobile Vorrichtung, ein Automobil und Gebäudeteile mit einer oder mehreren der oben erwähnten Antennenvorrichtungen 1, 1A bis 1J versehen bzw. ausgestattet werden. Wenn eine mobile Vorrichtung eine oder mehrere der Antennenvorrichtungen 1, 1A bis 1J enthält, kann das zweite Glassubstrat 21 als Teil eines Anzeigefeldes der mobilen Vorrichtung genutzt werden. Infolgedessen ist es möglich, eine mobile Vorrichtung bereitzustellen, die imstande ist, Funkwellen im Millimeterwellenbereich in einem breiten Band zu senden und zu empfangen.
Wenn ein Automobil mit einer oder mehreren der Antennenvorrichtungen 1, 1A bis 1J ausgestattet ist, kann das zweite Glassubstrat 21 als Teil der Windschutzscheibe oder der Heckscheibe des Automobils genutzt werden. Infolgedessen ist es möglich, ein Automobil mit einer Übertragungs- bzw. Sendefunktion bereitzustellen, die imstande ist, Funkwellen im Millimeterwellenbereich in einem breiten Band zu senden und zu empfangen.
Wenn Gebäudeteile eine oder mehrere der Antennenvorrichtungen 1, 1A bis 1J enthalten, kann das zweite Glassubstrat 21 als Teil der Gebäudeteile genutzt werden. Beispiele von Gebäudeteilen umfassen Glasfenster. Infolgedessen ist es möglich, Gebäudeteile bereitzustellen, die imstande sind, Funkwellen im Millimeterwellenbereich in einem breiten Band zu senden und zu empfangen.
Auf diese Weise schließt die vorliegende Technologie offensichtlich verschiedene Ausführungsformen und dergleichen ein, die hierin nicht beschrieben sind. Verschiedene Auslassungen, Substitutionen und/oder Modifikationen von Komponenten können vorgenommen werden, ohne vom Kern der Ausführungsformen und der modifizierten Beispiele abzuweichen, die oben beschrieben wurden. Ferner sind die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Effekte nur beispielhaft und nicht einschränkend und können andere Effekte erreicht werden.
Indes kann die vorliegende Offenbarung auch die folgenden Konfigurationen annehmen.
(1) Eine Antennenvorrichtung, aufweisend ein erstes Antennenelement und ein zweites Antennenelement, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist,
wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und
das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist,
wobei eine Form von zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und
Konturen von einer oder mehreren der vier Ecken des Rechtecks eine gekrümmte Linie oder eine Vielzahl stumpfer Winkel in Draufsicht enthalten.
(2) Die Antennenvorrichtung gemäß (1), wobei das erste Antennenelement einen ersten Einspeisungspunkt enthält, um mit der ersten Patch-Antenne zu verbinden,
eine Form der ersten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und,
wenn im Rechteck eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer ersten Richtung einander gegenüberliegen, als eine erste gerade Linie definiert ist und eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung einander gegenüberliegen, als eine zweite gerade Linie definiert ist, der erste Einspeisungspunkt an einer von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennten Position gelegen ist.
(3) Die Antennenvorrichtung (2), wobei der erste Einspeisungspunkt um 0,05 mm oder mehr von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennt ist.
(4) Die Antennenvorrichtung gemäß (2) oder (3), ferner aufweisend eine Einspeisungsübertragungsleitung, die mit dem ersten Einspeisungspunkt verbunden ist,
wobei die Einspeisungsübertragungsleitung einen ersten Verdrahtungsabschnitt und einen zweiten Verdrahtungsabschnitt umfasst, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt in Reihe geschaltet ist und eine von einer Verdrahtungsbreite des ersten Verdrahtungsabschnitts verschiedene Verdrahtungsbreite aufweist.
(5) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (2) bis (4),
wobei das erste Antennenelement ferner einen zweiten Einspeisungspunkt enthält, der mit der ersten Patch-Antenne an einer vom ersten Einspeisungspunkt getrennten Position verbunden ist.
(6) Die Antennenvorrichtung gemäß (5), wobei der zweite Einspeisungspunkt um 0,05 mm oder mehr von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennt ist.
(7) Die Antennenvorrichtung gemäß (5) oder (6), wobei der erste Einspeisungspunkt und der zweite Einspeisungspunkt mit Impedanzen mit der gleichen Größe verbunden sind.
(8) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (1) bis (7), ferner aufweisend eine Metallplatte, die auf der gleichen Oberfläche wie die Oberfläche des ersten Glassubstrats vorgesehen ist, auf der die erste Patch-Antenne vorgesehen ist, und von der ersten Patch-Antenne entfernt angeordnet ist,
wobei die Metallplatte auf ein beliebiges Potential fixiert ist.
(9) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (1) bis (8), wobei zumindest ein Teil der ersten Patch-Antenne über einen Hohlraum der zweiten Patch-Antenne gegenüberliegt.
(10) Die Antennenvorrichtung gemäß (9), wobei das erste Glassubstrat als den Hohlraum eine erste Aussparung enthält, die auf der Seite der Oberfläche vorgesehen ist, die dem zweiten Glassubstrat gegenüberliegt, und
die erste Patch-Antenne auf der Bodenfläche der ersten Aussparung vorgesehen ist.
(11) Die Antennenvorrichtung gemäß (10), wobei eine Grenze zwischen einer inneren Oberfläche der ersten Aussparung und einer Bodenfläche der ersten Aussparung abgerundet ist.
(12) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (9) bis (11), wobei das zweite Glassubstrat als den Hohlraum eine zweite Aussparung enthält, die auf der Seite der Oberfläche geöffnet ist, die dem ersten Glassubstrat gegenüberliegt, und
die zweite Patch-Antenne auf der entgegengesetzten Seite einer Bodenfläche der zweiten Aussparung vorgesehen ist.
(13) Die Antennenvorrichtung gemäß (12), wobei das zweite Glassubstrat auf der Bodenfläche der zweiten Aussparung vorgesehene Erhebungen aufweist.
(14) Die Antennenvorrichtung gemäß (12) oder (13), wobei eine Grenze zwischen einer inneren Oberfläche der zweiten Aussparung und einer Bodenfläche der zweiten Aussparung abgerundet ist.
(15) Die Antennenvorrichtung gemäß (12), aufweisend eine Vielzahl zweiter Aussparungen,
wobei ein Aspektverhältnis der Vielzahl zweiter Aussparungen 3 oder mehr und 8 oder weniger beträgt.
(16) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (1) bis (15), aufweisend
eine Leiterschicht, die auf der entgegengesetzten Seite der ersten Patch-Antenne vorgesehen ist, wobei das erste Glassubstrat dazwischen angeordnet ist, und auf ein beliebiges Potential fixiert ist.
(17) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (1) bis (16),
wobei das erste Glassubstrat und das zweite Glassubstrat Durchlässigkeit aufweisen.
(18) Die Antennenvorrichtung gemäß (17), wobei das erste Antennenelement eine auf dem ersten Glassubstrat vorgesehene erste Ausrichtungsmarkierung enthält,
das zweite Antennenelement eine auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehene zweite Ausrichtungsmarkierung enthält und
die erste Ausrichtungsmarkierung und die zweite Ausrichtungsmarkierung in Draufsicht überlappen.
(19) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (1) bis (18),
wobei eine Dicke des ersten Glassubstrats und eine Dicke des zweiten Glassubstrats 0,3 mm oder mehr und 1,0 mm oder weniger betragen.
(20) Die Antennenvorrichtung gemäß einem von (1) bis (19),
wobei das erste Antennenelement eine auf dem ersten Glassubstrat vorgesehene lineare Antenne enthält.
(21) Eine Antennenvorrichtung, aufweisend
ein erstes Antennenelement und
ein zweites Antennenelement, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist,
wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und
das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist,
wobei das erste Antennenelement einen ersten Einspeisungspunkt, um mit der ersten Patch-Antenne zu verbinden, enthält,
eine Form der ersten Patch-Antenne in Draufsicht ein
Rechteck ist und,
wenn im Rechteck eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer ersten Richtung einander gegenüberliegen, als eine erste gerade Linie definiert ist und eine gerade Linie, die ein Paar von Rändern verbindet, die einander in einer die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung einander gegenüberliegen, als eine zweite gerade Linie definiert ist, der erste Einspeisungspunkt bei einer von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennten Position gelegen ist.
(22) Eine Einrichtung für drahtlose Kommunikation, aufweisend
eine Antennenvorrichtung und eine Schaltung für drahtlose Kommunikation, die mit der Antennenvorrichtung verbunden ist,
wobei die Antennenvorrichtung ein erstes Antennenelement und ein zweites Antennenelement enthält, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist,
wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und
das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist,
wobei eine Form von zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und
Konturen von einer oder mehreren der vier Ecken des Rechtecks eine gekrümmte Linie oder eine Vielzahl stumpfer Winkel in Draufsicht enthalten.
Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1J: Antennenvorrichtung
5: Kommunikations-Platine
10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10F, 10G, 10H, 10J: Erstes Antennenelement
11: Erstes Glassubstrat
11a, 21a: Vordere Oberfläche
11b, 21b: Rückseitige Oberfläche
11H1: Erstes Durchgangsloch
11H2: Zweites Durchgangsloch
11H3: Drittes Durchgangsloch
11H4: Viertes Durchgangsloch
12a: Bodenfläche
13, 13H: Erste Patch-Antenne
13A, 15A, 17A, 18A: Cu-Schicht
13B, 15B, 17B, 18B: Ni-Schicht
13C, 15C, 17C, 18C: Au-Schicht
15: Leiterschicht
17: Anschlussschicht
17A: Erster Verdrahtungsabschnitt
17B: Zweiter Verdrahtungsabschnitt
18: Verbindungsschicht
19a, 19b, 29: Kupfer
20, 20A, 20B, 20D, 20E, 20F, 20H, 20J: Zweites Antennenelement
21: Zweites Glassubstrat
23, 23H: Zweite Patch-Antenne
25, 111: Aussparung
25a, 111a: Bodenfläche
25b, 111b: Innere Oberfläche
25c, 111c: Grenze
30: Bonding-Material
50: Schaltung für drahtlose Kommunikation
51: Eingangsanschluss
52: Sendeverstärker
53: Schalter
54: Filter
55: Phasenschieber
56: Empfangsverstärker
57: Ausgangsanschluss
100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F: Einrichtung für drahtlose Kommunikation
121: Erste Ausrichtungsmarkierung
131: End-Fire-Antenne
160: Dipolantenne
161: Erste leifähige Leiterbahnschicht
162: Zweite leitfähige Leiterbahnschicht
163: Dritte leitfähige Leiterbahnschicht
164: Vierte leitfähige Leiterbahnschicht
171: Anschlussschicht
180: Metallplatte
221: Zweite Ausrichtungsmarkierung
241: Erhebung
251: Schlitz
C1, C2, C3, C4: Ecke
CP: Mittenposition
FP1: Erster Einspeisungspunkt
FP2: Zweiter Einspeisungspunkt
HL: Zweite gerade Linie
L1: Erster Rand
L2: Zweiter Rand
L3: Dritter Rand
L4: Vierter Rand
VL: Erste gerade Linie
WA: Erste Verdrahtungsbreite
WB: Zweite Verdrahtungsbreite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006229871 A [0003]

Claims

Antennenvorrichtung, aufweisend: ein erstes Antennenelement; und ein zweites Antennenelement, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist, wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist, wobei eine Form von zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und Konturen von einer oder mehreren der vier Ecken des Rechtecks eine gekrümmte Linie oder eine Vielzahl stumpfer Winkel in Draufsicht enthalten.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Antennenelement einen ersten Einspeisungspunkt enthält, um mit der ersten Patch-Antenne zu verbinden, eine Form der ersten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und, wenn im Rechteck eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer ersten Richtung einander gegenüberliegen, als eine erste gerade Linie definiert ist und eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung einander gegenüberliegen, als eine zweite gerade Linie definiert ist, der erste Einspeisungspunkt an einer von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennten Position gelegen ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste Einspeisungspunkt um 0,05 mm oder mehr von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennt ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend: eine Einspeisungsübertragungsleitung, die mit dem ersten Einspeisungspunkt verbunden ist, wobei die Einspeisungsübertragungsleitung einen ersten Verdrahtungsabschnitt und einen zweiten Verdrahtungsabschnitt umfasst, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt in Reihe geschaltet ist und eine von einer Verdrahtungsbreite des ersten Verdrahtungsabschnitts verschiedene Verdrahtungsbreite aufweist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Antennenelement ferner einen zweiten Einspeisungspunkt enthält, der mit der ersten Patch-Antenne an einer vom ersten Einspeisungspunkt getrennten Position verbunden ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Einspeisungspunkt um 0,05 mm oder mehr von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennt ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Einspeisungspunkt und der zweite Einspeisungspunkt mit Impedanzen mit der gleichen Größe verbunden sind.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Metallplatte, die auf der gleichen Oberfläche wie die Oberfläche des ersten Glassubstrats vorgesehen ist, auf der die erste Patch-Antenne vorgesehen ist, und von der ersten Patch-Antenne entfernt angeordnet ist, wobei die Metallplatte auf ein beliebiges Potential fixiert ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der ersten Patch-Antenne über einen Hohlraum der zweiten Patch-Antenne gegenüberliegt.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das erste Glassubstrat als den Hohlraum eine erste Aussparung enthält, die auf der Seite der Oberfläche vorgesehen ist, die dem zweiten Glassubstrat gegenüberliegt, und die erste Patch-Antenne auf der Bodenfläche der ersten Aussparung vorgesehen ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei eine Grenze zwischen einer inneren Oberfläche der ersten Aussparung und einer Bodenfläche der ersten Aussparung abgerundet ist.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das zweite Glassubstrat als den Hohlraum eine zweite Aussparung enthält, die auf der Seite der Oberfläche geöffnet ist, die dem ersten Glassubstrat gegenüberliegt, und die zweite Patch-Antenne auf der entgegengesetzten Seite einer Bodenfläche der zweiten Aussparung vorgesehen ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das zweite Glassubstrat auf der Bodenfläche der zweiten Aussparung vorgesehene Erhebungen aufweist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 12, wobei eine Grenze zwischen einer inneren Oberfläche der zweiten Aussparung und einer Bodenfläche der zweiten Aussparung abgerundet ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 12, aufweisend eine Vielzahl zweiter Aussparungen, wobei ein Aspektverhältnis der Vielzahl zweiter Aussparungen 3 oder mehr und 8 oder weniger beträgt.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend eine Leiterschicht, die auf der entgegengesetzten Seite der ersten Patch-Antenne vorgesehen ist, wobei das erste Glassubstrat dazwischen angeordnet ist, und auf ein beliebiges Potential fixiert ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Antennenelement eine auf dem ersten Glassubstrat vorgesehene lineare Antenne enthält.
Antennenvorrichtung, aufweisend: ein erstes Antennenelement; und ein zweites Antennenelement, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist, wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist, wobei das erste Antennenelement einen ersten Einspeisungspunkt, um mit der ersten Patch-Antenne zu verbinden, enthält, eine Form der ersten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und, wenn im Rechteck eine gerade Linie, die Mitten eines Paars von Rändern verbindet, die in einer ersten Richtung einander gegenüberliegen, als eine erste gerade Linie definiert ist und eine gerade Linie, die ein Paar von Rändern verbindet, die einander in einer die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung einander gegenüberliegen, als eine zweite gerade Linie definiert ist, der erste Einspeisungspunkt bei einer von der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie getrennten Position gelegen ist.
Einrichtung für drahtlose Kommunikation, aufweisend: eine Antennenvorrichtung; und eine Schaltung für drahtlose Kommunikation, die mit der Antennenvorrichtung verbunden ist, wobei die Antennenvorrichtung ein erstes Antennenelement und ein zweites Antennenelement enthält, das auf der Seite einer Oberfläche des ersten Antennenelements angeordnet ist, wobei das erste Antennenelement ein erstes Glassubstrat und eine erste Patch-Antenne umfasst, die auf dem ersten Glassubstrat vorgesehen ist, und das zweite Antennenelement ein zweites Glassubstrat und eine zweite Patch-Antenne umfasst, die auf dem zweiten Glassubstrat vorgesehen ist, wobei eine Form von zumindest einer der ersten Patch-Antenne und der zweiten Patch-Antenne in Draufsicht ein Rechteck ist und Konturen von einer oder mehreren der vier Ecken des Rechtecks eine gekrümmte Linie oder eine Vielzahl stumpfer Winkel in Draufsicht enthalten.