DE112021003584T5

DE112021003584T5 - Antennenmodul, verbindungsbauglied und kommunikationsvorrichtung, die mit denselben ausgestattet ist

Info

Publication number: DE112021003584T5
Application number: DE112021003584.3T
Authority: DE
Inventors: Kengo Onaka; Hirotsugu Mori; Yoshiki Yamada; Kaoru Sudo; Hiroshi Izumitani
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2023-04-20
Also published as: KR20230017303A; WO2022004080A1; US20230140655A1; CN115917880A; JPWO2022004080A1; JP7375936B2

Abstract

Ein Antennenmodul (100) ist mit einem ersten Substrat (122), einem zweiten Substrat (250), einem Verbindungsbauglied, das zwischen das erste Substrat (122) und das zweite Substrat (250) geschaltet ist, und einem FEM (130) versehen, das auf dem Verbindungsbauglied (140) angeordnet ist. Ein Strahlungselement (121) ist auf dem ersten Substrat (122) angeordnet. Eine RFIC (110) zum Zuführen eines Hochfrequenzsignals zu dem Strahlungselement (121) ist auf dem zweiten Substrat (250) angeordnet. Das Verbindungsbauglied (140) überträgt das Hochfrequenzsignal zwischen der RFIC (110) und dem Strahlungselement (121). Das FEM (130) verstärkt das Hochfrequenzsignal, das zwischen der RFIC (110) und dem Strahlungselement (121) übertragen wird. Das FEM (130) ist auf dem Verbindungsbauglied (140) an einer Position zwischen einem Verbindungsteil (150), das mit dem ersten Substrat (122) verbunden ist, und einem Verbindungsteil (151), das mit dem zweiten Substrat (250) verbunden ist, angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Antennenmodul, ein Verbindungsbauglied und eine Kommunikationsvorrichtung, die mit denselben ausgestattet ist, bezieht sich insbesondere auf eine Technik zum Verbessern eines Freiheitsgrads bei einer Anordnung eines Antennenmoduls in einer Kommunikationsvorrichtung.
Hintergrundtechnik
Ein Antennenmodul zum Senden und Empfangen von Funkwellen wird allgemein in einer Mobilkommunikationsvorrichtung verwendet, die durch ein Mobiltelefon oder ein Smartphone dargestellt ist. In solchen Mobilkommunikationsvorrichtungen gibt es nach wie vor einen hohen Bedarf an einer Reduzierung von Größe und Dicke und entsprechend besteht eine Nachfrage nach einer weiteren Reduzierung der Größe und Höhe von Vorrichtungen, wie z. B. Antennenmodulen, die in den Vorrichtungen befestigt sind.
In den letzten Jahren kommt es vor, dass eine Position, an der ein Strahlungselement (Antennenelement) in der Kommunikationsvorrichtung angeordnet werden kann, stark begrenzt ist, während eine Anzeigeregion (Anzeige) einer Kommunikationsvorrichtung vergrö-ßert wird. in diesem Fall kann es schwierig sein, das Antennenelement nahe zu einer Hauptplatine anzuordnen, auf der eine Schaltung (IC: Integrierte Schaltung) zum Verarbeiten eines Hochfrequenzsignals angeordnet ist, oder es kann eine Situation auftreten, bei der die Anordnung der Schaltung auf der Hauptplatine begrenzt ist.
Als Reaktion auf solch ein Problem offenbart beispielsweise die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2020-47688 (Patentdokument 1) eine Konfiguration einer Mehrschichtschaltungsplatine, in der ein Mehrschichtsubstrat, das einen Verdrahtungsabschnitt mit Flexibilität umfasst, und ein Keramikmehrschichtsubstrat, auf dem ein Antennenelement angeordnet ist, integriert sind. In der Mehrschichtschaltungsplatine, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2020-47688 (Patentdokument 1) offenbart ist, ist eine IC für ein Hochfrequenzsignal in dem Verdrahtungsabschnitt des Mehrschichtsubstrats angeordnet und der Verdrahtungsabschnitt ist mit einer Hauptplatine verbunden, wodurch der Freiheitsgrad bei der Anordnung des Antennenelements erhöht wird.
Referenzliste
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2020-47688
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Andererseits wird bei der Konfiguration der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2020-47688 (Patentdokument 1), wenn die Länge des Verdrahtungsabschnitts erhöht wird, ein Hochfrequenzsignal gedämpft aufgrund eines Anstiegs des Verlusts in dem Verdrahtungsabschnitt und es besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass Antennencharakteristika verschlechtert werden, wie z.B. eine unzureichende Leistung der abstrahlenden Funkwellen oder eine Verschlechterung bei einer Qualität eines Empfangssignals besteht.
Die vorliegende Offenbarung wurde entwickelt, um das oben beschriebene Problem zu lösen und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, den Freiheitsgrad des Layouts in einer Kommunikationsvorrichtung zu verbessern, während eine Verschlechterung der Antennencharakteristika in einem Antennenmodul unterdrückt wird.
Lösung des Problems
Ein Antennenmodul gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein erstes Substrat, ein zweites Substrat, ein Verbindungsbauglied, das zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat geschaltet ist und eine Verstärkerschaltung, die auf dem Verbindungsbauglied angeordnet ist. Ein Strahlungselement ist auf dem ersten Substrat angeordnet. Eine Speiseschaltung zum Zuführen eines Hochfrequenzsignals zu dem Strahlungselement ist auf dem zweiten Substrat angeordnet. Das Verbindungsbauglied sendet ein Hochfrequenzsignal zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement. Die Verstärkerschaltung verstärkt ein Hochfrequenzsignal, das zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement gesendet wird. Die Verstärkerschaltung ist an einer Position zwischen einem Verbindungspunkt mit dem ersten Substrat und einem Verbindungspunkt mit dem zweiten Substrat in dem Verbindungsbauglied angeordnet.
Ein Verbindungsbauglied gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verbindungsbauglied zum Verbinden eines ersten Substrats und eines zweiten Substrats, das in einem Antennenmodul enthalten ist. Das Verbindungsbauglied umfasst ein drittes Substrat und eine Verstärkerschaltung. Ein Strahlungselement ist auf dem ersten Substrat angeordnet. Eine Speiseschaltung zum Zuführen eines Hochfrequenzsignals zu dem Strahlungselement ist auf dem zweiten Substrat angeordnet. Das dritte Substrat sendet ein Hochfrequenzsignal zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement. Die Verstärkerschaltung verstärkt ein Hochfrequenzsignal, das zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement gesendet wird. Die Verstärkerschaltung ist an einer Position zwischen einem Verbindungspunkt mit dem ersten Substrat und einem Verbindungspunkt mit dem zweiten Substrat in dem dritten Substrat angeordnet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei dem Antennenmodul gemäß der vorliegenden Offenbarung sind das erste Substrat, auf dem das Strahlungselement angeordnet ist, und das zweite Substrat, auf dem die Speiseschaltung angeordnet ist, durch das Verbindungsbauglied miteinander verbunden, und die Verstärkerschaltung ist an einer Position zwischen einem Verbindungspunkt mit dem ersten Substrat und einem Verbindungspunkt mit dem zweiten Substrat in dem Verbindungsbauglied angeordnet. Mit einer solchen Konfiguration können das zweite Substrat (Hauptplatine), auf dem die Speiseschaltung angeordnet ist, und das Strahlungselement getrennt voneinander angeordnet werden und somit kann der Freiheitsgrad bei der Anordnung des Strahlungselements in der Vorrichtung erhöht werden. Ferner ist es durch Anordnen der Verstärkerschaltung auf dem Verbindungsbauglied möglich, einen Verlust zu reduzieren, der durch eine Erweiterung eines Signalübertragungsabstands zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement verursacht wird. Daher ist es in dem Antennenmodul möglich, den Freiheitsgrad des Layouts in der Kommunikationsvorrichtung zu verbessern, während eine Verschlechterung von Antennencharakteristika unterdrückt wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung, bei der ein Antennenmodul gemäß Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird.
2 ist ein Diagramm, das eine Einzelheit eines Front-End-Moduls in 1 darstellt.
3 ist eine Seitenansicht des Antennenmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 1.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer inneren Struktur eines Verbindungsbauglieds darstellt.
5 ist eine Seitenansicht eines Antennenmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 2.
6 ist eine Seitenansicht eines Antennenmoduls gemäß Modifikation 1.
7 ist eine Seitenansicht eines Antennenmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 3.
8 ist eine Draufsicht eines Antennenmoduls gemäß Modifikation 2.
9 ist eine Ansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines Antennenmoduls gemäß Modifikation 3 in der Kommunikationsvorrichtung darstellt.
10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Anordnungsbeispiel des Antennenmoduls in der Kommunikationsvorrichtung darstellt.
11 ist eine Ansicht, die eine erste Modifikation eines Verbindungsanschlusses darstellt.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Verbindungsanschlusses in 11 darstellt.
13 ist eine Ansicht, die eine zweite Modifikation des Verbindungsanschlusses darstellt.
14 ist ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung, bei der ein Antennenmodul gemäß Ausführungsbeispiel 4 verwendet wird.
15 ist eine Seitenansicht des Antennenmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 4.
16 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Antennenvorrichtung.
17 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Konfiguration eines Diplexers.
18 umfasst Ansichten, die ein Anordnungsbeispiel einer Filtervorrichtung auf einer Hauptplatine darstellen.
19 umfasst Ansichten, die ein Anordnungsbeispiel einer Filtervorrichtung in der Antennenvorrichtung darstellen.
20 ist ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung, bei der ein Antennenmodul gemäß Modifikation 4 verwendet wird.
21 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern eines Verbindungszustands einer Speiseverdrahtung in einer Antennenvorrichtung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Hierin nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es ist anzumerken, dass die gleichen oder entsprechenden Abschnitte in den Zeichnungen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
Ausführungsbeispiel 1
Grundkonfiguration der Kommunikationsvorrichtung
1 ist ein Beispiel eines Blockdiagramms einer Kommunikationsvorrichtung 10, bei der ein Antennenmodul 100 gemäß Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird. Die Kommunikationsvorrichtung 10 ist beispielsweise ein mobiles Endgerät, wie z. B. ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder ein Tablet, ein Personal-Computer mit einer Kommunikationsfunktion, eine Basisstation oder dergleichen. Ein Beispiel des Bands von Frequenzen von Funkwellen, die in dem Antennenmodul 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind Funkwellen in einem Millimeterwellenband mit der Mittenfrequenz von beispielsweise 28 GHz, 39 GHz, 60 GHz und dergleichen, aber Funkwellen in anderen Frequenzbändern als den oben beschriebenen können verwendet werden.
Mit Bezugnahme auf 1 umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10 das Antennenmodul 100 und eine BBIC 200, die eine Basisbandsignalverarbeitungsschaltung bildet. Das Antennenmodul 100 umfasst eine RFIC 110, die ein Beispiel einer Speiseschaltung ist, eine Antennenvorrichtung 120 und ein Front-End-Modul (hierin auch bezeichnet als „FEM“) 130. Die Kommunikationsvorrichtung 10 mischt ein Signal, das von der BBIC 200 zu dem Antennenmodul 100 gesendet wird, aufwärts in ein Hochfrequenzsignal und strahlt das Hochfrequenzsignal von der Antennenvorrichtung 120 ab, und mischt ein Hochfrequenzsignal, das durch die Antennenvorrichtung 120 empfangen wird, abwärts und verarbeitet das Signal in der BBIC 200.
In 1 sind für die Erleichterung der Beschreibung nur Konfigurationen dargestellt, die vier Speiseelementen 121 von einer Mehrzahl von Speiseelementen (Strahlungselemen-ten) 121 entsprechen, die die Antennenvorrichtung 120 bilden, und Konfigurationen, die den anderen Speiseelementen 12.1 mit der gleichen Konfiguration entsprechen, sind ausgelassen. Obwohl 1 ein Beispiel darstellt, bei dem die Antennenvorrichtung 120 durch die Mehrzahl von Speiseelementen 121 gebildet ist, die in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind, ist anzumerken, dass die Anzahl von Speiseelementen 121 nicht notwendigerweise eine Mehrzahl ist und die Antennenvorrichtung 120 durch ein Speiseelement 121 gebildet sein kann. Alternativ kann ein eindimensionales Array verwendet werden, in dem die Mehrzahl von Speiseelementen 121 in einer Reihe angeordnet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Speiselement 121 eine Patch-Antenne mit einer flachen Plattenform.
Die RFIC 110 umfasst Schalter 111A bis 111D, 113A bis 113D und 117, Leistungsverstärker 112AT bis 112DT, rauscharme Verstärker 112AR bis 112DR, Dämpfungsglieder 114A bis 114D, Phasenschieber 115A bis 115D, einen Signalkombinierer/teiler 116, einen Mischer 118 und eine Verstärkerschaltung 119.
Wenn ein Hochfrequenzsignal gesendet wird, werden die Schalter 111A bis 111 D und 113A bis 113D zu der Seite der Leistungsverstärker 112AT bis 112DT geschaltet und der Schalter 117 ist mit einem Sendeseitenverstärker der Verstärkerschaltung 119 verbunden. Wenn ein Hochfrequenzsignal empfangen wird, werden die Schalter 111A bis 111D und 113A bis 113D zu der Seite der rauscharmen Verstärker 112AR bis 112DR geschaltet und der Schalter 117 ist mit einem Empfangsseitenverstärker der Verstärkerschaltung 119 verbunden.
Das Signal, das von der BBIC 200 gesendet wird, wird durch die Verstärkerschaltung 119 verstärkt und durch den Mischer 118 aufwärts gemischt. Ein Sendesignal, das das aufwärts gemischte Hochfrequenzsignal ist, wird durch den Signalkombinierer/teiler 116 in vier Signale geteilt. Jedes der vier Signale verläuft durch jeweilige vier Signalwege und wird jeweils unterschiedlichen Speiseelementen 121 eingespeist. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, die Richtwirkung der Antennenvorrichtung 120 einzustellen durch individuelles Einstellen des Phasenverschiebungsgrads der Phasenschieber 115A bis 115D, die in den jeweiligen Signalwegen angeordnet sind.
Empfangssignale, die Hochfrequenzsignale sind, die durch die Speiseelemente 121 empfangen werden, verlaufen jeweils durch vier unterschiedliche Signalwege und werden durch den Signalkombinierer/teiler 116 kombiniert. Das kombinierte Empfangssignal wird durch den Mischer 118 abwärts gemischt, durch die Verstärkerschaltung 119 verstärkt und an die BBIC 200 gesendet.
Die RFIC 110 ist als eine chipintegrierte Schaltungskomponente gebildet, die beispielsweise die oben beschriebene Schaltungskonfiguration umfasst. Alternativ können die Bauelemente (Schalter, Leistungsverstärker, rauscharme Verstärker, Dämpfungsglieder und Phasenschieber), die den Speiseelementen 121 in der RFIC 110 entsprechen, als eine chipintegrierte Schaltungskomponente für jedes der entsprechenden Speiseelemente 121 gebildet sein.
Das FEM 130 umfasst FEMs 130A bis 130D. Die FEMs 130A bis 130D sind jeweils mit den Schaltern 111A bis 111 D in der RFIC 110 verbunden.
Wie es in 2 dargestellt ist, umfasst jedes der FEM 130A bis 130D Schalter 131 und 132, einen Leistungsverstärker 133 und einen rauscharmen Verstärker 134. In der FEM 130 sind die Schalter 131 und 132 zu der Seite des Leistungsverstärkers 133 geschaltet, wenn ein Hochfrequenzsignal gesendet wird, und die Schalter 131 und 132 sind zu der Seite des rauscharmen Verstärkers 134 geschaltet, wenn ein Hochfrequenzsignal empfangen wird, ähnlich zu den Schaltern 111A bis 111D und 113A bis 113D, den Leistungsverstärkern 112AT bis 112DT und den rauscharmen Verstärkern 112AR bis 112DR, die in der RFIC 110 vorgesehen sind.
Wie oben beschrieben, sind die FEMs 130A bis 130D Verstärkerschaltungen, die ein Hochfrequenzsignal verstärken, das zwischen der RFIC 110 und der Antennenvorrichtung 120 gesendet wird, um eine Dämpfung zu kompensieren, die zwischen der RFIC 110 und der Antennenvorrichtung 120 auftritt. Insbesondere ist es wirksam, wenn die Länge eines Signalübertragungswegs von der RFIC 110 zu der Antennenvorrichtung 120 relativ lang ist und ein Verstärkungsfaktor in dem Leistungsverstärker und dem rauscharmen Verstärker in der RFIC 110 unzureichend ist. Obwohl der Fall, wo das FEM 130 sowohl den Leistungsverstärker 133 und den rauscharmen Verstärker 134 umfasst, in 2 beschrieben wurde, ist anzumerken, dass das FEM 130 nur zumindest einen des Leistungsverstärkers 133 und des rauscharmen Verstärkers 134 umfassen muss, und entweder den Leistungsverstärker 133 oder den rauscharmen Verstärker 134 umfassen kann.
Konfiguration des Antennenmoduls
3 ist eine Seitenansicht des Antennenmoduls 100 gemäß Ausführungsbeispiel 1. Das Antennenmodul 100 umfasst die RFIC 110, die Antennenvorrichtung 120, in der das Speiseelement 121 auf einem dielektrischen Substrat 122 gebildet ist, das FEM 130 und ein Verbindungsbauglied 140. Die RFIC 110 ist auf einer Hauptplatine 250 angeordnet und ist durch eine Verbindungsverdrahtung 260 mit der BBIC 200, die auf der Hauptplatine 250 angeordnet ist, elektrisch verbunden. Es ist anzumerken, dass das „dielektrische Substrat 122“ und die „Hauptplatine 2.50“ bei dem Ausführungsbeispiel 1 einem „ersten Substrat“ bzw. einem „zweiten Substrat“ bei der vorliegenden Offenbarung entsprechen. Es ist anzumerken, dass in 3 und der folgenden Beschreibung eine Normalenrichtung der Hauptplatine 250 als eine Z-Achsenrichtung bezeichnet wird und Richtungen orthogonal zu der Z-Achsenrichtung (planare Richtungen der Hauptplatine 250) als eine X-Achsenrichtung und eine Y-Achsenrichtung bezeichnet werden.
Das dielektrische Substrat 122, auf dem das Speiseelement 121 in der Antennenvorrichtung 120 bildet, ist beispielsweise ein Niedertemperatur-Einbrand-Keramik(LTCC; LTCC = low temperature co-fired ceramics)-Mehrschichtsubstrat, ein Mehrschichtharzsubstrat, das durch Laminieren einer Mehrzahl von Harzschichten gebildet ist, die aus Harz hergestellt sind, wie z. B. Epoxid oder Polyimid, ein Mehrschichtharzsubstrat, das durch Laminieren einer Mehrzahl von Harzschichten gebildet ist, die aus Flüssigkristallpolymer (LCP; LCP = liquid crystal polymer) gebildet sind, das eine niedrigere dielektrische Konstante aufweist, ein Mehrschichtharzsubstrat, das durch Laminieren einer Mehrzahl von Harzschichten, die aus Fluorharz gebildet sind, ein Mehrschichtharzsubstrat, das durch Laminieren eine Mehrzahl von Harzschichten gebildet ist, die aus Polyethylenterephthalat(PET)-Material hergestellt sind oder ein anderes Keramikmehrschichtsubstrat als LTCC. Es ist anzumerken, dass das dielektrische Substrat 122 nicht notwendigerweise eine Mehrschichtstruktur hat und ein Einzelschichtsubstrat sein kann. Alternativ kann das dielektrische Substrat 122 ein Gehäuse der Kommunikationsvorrichtung 10 sein.
Das Speiseelement 121 hat eine flache Plattenform und ist aus einem Leiter, wie z. B. Kupfer oder Aliminium, gebildet. Die Form des Speiseelements 121 ist nicht auf ein Rechteck begrenzt, wie es in 1 dargestellt ist, sondern kann ein Polygon, ein Kreis, eine Ellipse oder eine Kreuzform sein. Das Speiseelement 121 ist auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats 122 oder in einer inneren Schicht gebildet. Obwohl bei dem Beispiel von 3 eine Arrayantenne, in der die vier Speiseelemente 121 in einer Richtung angeordnet sind, dargestellt ist, kann die Konfiguration übernommen werden, bei der das Speiseelement 121 einzeln verwendet wird oder eine Mehrzahl von Speiseelementen eindimensional oder zweidimensional angeordnet ist. Obwohl dies in 3 nicht dargestellt ist, ist anzumerken, dass eine Masseelektrode auf dem dielektrischen Substrat 122 angeordnet ist, um dem Speiseelement 121 zugewandt zu sein.
Das Verbindungsbauglied 140 ist ein Bauglied zum Senden eines Hochfrequenzsignals von der RFIC 110, die auf der Hauptplatine 250 angeordnet ist, an die Antennenvorrichtung 120 und wie es nachfolgend mit Bezugnahme auf 4 beschrieben ist, hat dieselbe eine Mehrzahl von Speiseverdrahtungen, die in derselben gebildet sind. Das Verbindungsbauglied 140 wird als ein Signalübertragungsweg verwendet, wenn die Antennenvorrichtung 120 an einer Position entfernt von der Hauptplatine 250 in der Kommunikationsvorrichtung 10 angeordnet ist.
Ähnlich wie das dielektrische Substrat 122 hat das Verbindungsbauglied 140 ein dielektrisches Substrat 143 (4), das aus einer Keramik, wie z. B. LTCC oder einem Harz, gebildet ist. Das dielektrische Substrat 143 weist eine Mehrschichtstruktur auf, in der eine Mehrzahl von dielektrischen Schichten laminiert ist. Das Verbindungsbauglied 140 kann aus einem starren Material gebildet sein, das sich nicht verformt, oder kann aus einem flexiblen Material gebildet sein, wie es nachfolgend mit -Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben wird. Es ist anzumerken, dass das „dielektrische Substrat 143“ einem „dritten Substrat“ der vorliegenden Offenbarung entspricht.
Das Verbindungsbauglied 140 ist durch einen Verbindungsanschluss 150 auf einer Vorderoberfläche 141 des Verbindungsbauglieds 140 mit der Antennenvorrichtung 120 verbunden. Außerdem ist das Verbindungsbauglied 140 durch einen Verbindungsanschluss 151 auf einer Rückoberfläche 142 des Verbindungsbauglieds 140 mit der Hauptplatine 250 verbunden. Die Verbindungsanschlüsse 150 und 151 sind beispielsweise ausgebildet, um ein lösbarer Verbinder zu sein. Es ist anzumerken, dass die Verbindungsanschlüsse 150 und 151 durch ein Lötmittelhöcker gebildet sein können.
In dem Verbindungsbauglied 140 ist das FEM 130 an einer Position zwischen einem Verbindungspunkt (d.h., dem Verbindungsanschluss 150) mit dem dielektrischen Substrat 122 der Antennenvorrichtung 120 und einem Verbindungspunkt (d.h., dem Verbindungsanschluss 151) mit der Hauptplatine 250 angeordnet. Genauer gesagt, das FEM 130 ist an einer Position näher zu der Antennenvorrichtung 120 angeordnet als die Hauptplatine 250 in dem Signalübertragungsweg des Verbindungsbauglieds 140, Anders ausgedrückt, das FEM 130 ist näher zu dem Verbindungsanschluss 150 angeordnet als ein Mittelpunkt (eine gestrichelte Linie CL1 in 3) eines Wegs, der den Verbindungsanschluss 150 und den Verbindungsanschluss 151 verbindet. Das FEM 130 ist an einer Position angeordnet, die das Speiseelement 121 nicht überlappt, das in der Antennenvorrichtung 120 gebildet ist, in einer Draufsicht von der Normalenrichtung (Z-Achsenrichtung) der Antennenvorrichtung 120.
Das FEM 130 kann direkt mit dem Verbindungsbauglied 140 verbunden sein unter Verwendung eines Lötmittelhöckers, eines Verbinders oder dergleichen oder kann über ein Zwischensubstrat, wie z. B. ein Zwischenelement, verbunden sein. Um die Höhe zu reduzieren, kann ferner ein Abschnitt, wo das FEM 130 in dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet ist, dünner sein als die anderen Abschnitte. Obwohl 3 ein Beispiel darstellt, bei dem das FEM 130 auf der Rückoberfläche 142 des Verbindungsbauglieds 140 angeordnet ist, ist anzumerken, dass das FEM 130 auf der Vorderoberfläche 141 des Verbindungsbauglieds 140 als ein FEM 130X angeordnet sein kann, das durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer inneren Struktur des Verbindungsbauglieds 140 darstellt. Bei dem Beispiel von 4 ist das FEM 130A (erster Verstärker) auf der Vorderoberfläche (erste Oberfläche) 141 des Verbindungsbauglieds 140 angeordnet und das FEM 130B (zweiter Verstärker) ist auf der Rückoberfläche (zweite Oberfläche) 142 des Verbindungsbauglieds 140 angeordnet. In dem Verbindungsbauglied 140 sind Speiseverdrahtungen 161 und 162 und eine Masseelektrode GND des Signalübertragungswegs gebildet. Die Speiseverdrahtung 161 (erste Verdrahtung) sendet ein Hochfrequenzsignal über das FEM 130A an das Speiseelement 121 der Antennenvorrichtung 120. Das FEM 130A verstärkt das Hochfrequenzsignal, das über die Speiseverdrahtung 161 gesendet wird. Außerdem sendet die Speiseverdrahtung 162 (zweite Verdrahtung) ein Hochfrequenzsignal über das FEM 130B an ein anderes Speiseelement 121. Das FEM 130B verstärkt das Hochfrequenzsignal, das über die Speiseverdrahtung 162 gesendet wird.
Die Speiseverdrahtung 161 und die Speiseverdrahtung 162 sind in Schichten gebildet, die sich in dem dielektrischen Substrat 143 voneinander unterscheiden. Die Masseelektrode GND ist zwischen der Schicht, in der die Speiseverdrahtung 161 gebildet ist, und der Schicht gebildet, in der die Speiseverdrahtung 162 gebildet ist, und ist über den Verbindungsanschluss 151 mit einem Referenzpotenzial (nicht dargestellt) verbunden, das auf der Hauptplatine 250 gebildet ist. Außerdem ist die Masseelektrode GND über den Verbindungsanschluss 150 mit einer Masseelektrode (nicht dargestellt) verbunden, die auf dem dielektrischen Substrat 122 der Antennenvorrichtung 120 gebildet ist. Durch Anordnen der Speiseverdrahtungen 161 und 162 jeder Masseelektrode GND dazwischen angeordnet ist es möglich, eine Trennung zwischen der Speiseverdrahtung 161 und der Speiseverdrahtung 162 sicherzustellen.
Wie es in 2 beschrieben ist, ist das FEM 130 eine Verstärkerschaltung, die den Leistungsverstärker 133 und/oder den rauscharmen Verstärker 134 umfasst. in einem Fall, wo das Verbindungsbauglied 140 verwendet wird, ist ein Abstand zwischen dem RFIC 110 und der Antennenvorrichtung 120 lang im Vergleich zu einem Fall, wo das Verbindungsbauglied 140 nicht verwendet wird, und somit kann sich die Dämpfung aufgrund des Signalübertragungswegs erhöhen und der Verlust kann sich erhöhen. Daher ist das FEM 130 in dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet und ein Sendesignal von dem RFIC 110 zu der Antennenvorrichtung 120 und/oder ein Empfangssignal, das durch die Antennenvorrichtung 120 empfangen wird, ist/wird verstärkt, um dadurch den Verlust in dem Verbindungsbauglied 140 zu kompensieren. Als Folge ist es möglich, eine Strahlung von Funkwellen mit gewünschter Leistung und/oder Unterdrückung der Verschlechterung der Qualität eines Empfangssignals zu realisieren.
Hier wird das Signal, das durch die Antennenvorrichtung 120 empfangen wird, im Allgemeinen gedämpft, während dasselbe durch Funkwellen gesendet wird, so dass ein Signalpegel verringert wird und ferner ist eine Rauschkomponente auf dem zu sendenden Signal überlagert. Wie oben beschrieben, selbst während das Signal durch das Verbindungsbauglied 140 gesendet wird, wird das Signal durch die Impedanz des Signalübertragungswegs des Verbindungsbauglieds 140 weiter gedämpft. Da das Sendesignal auch durch den Verstärker verstärkt wird, der in der RFIC 110 enthalten ist, kann der Signalpegel des Empfangssignals niedriger sein als derjenige des Sendesignals. Da allgemein ein Empfangssignal ein geringeres Signal/Rausch-Verhältnis aufweist als ein Sendesignal und stärker durch Rauschen beeinträchtigt ist, ist es wahrscheinlich, dass sich eine Rauschzahl (NF) verschlechtert aufgrund eines Verlusts, der in dem Verbindungsbauglied 140 auftritt. Daher wird es bevorzugt, das Empfangssignal sobald wie möglich zu verstärken.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Antennenmodul 100 gemäß Ausführungsbeispiel 1 das FEM 130 an einer Position näher zu der Antennenvorrichtung 120 angeordnet als zu der Hauptplatine 250 in dem Verbindungsbauglied 140. Daher wird die Verstärkung des Empfangssignals gegenüber der Verstärkung des Sendesignals bevorzugt ausgeführt. Als Folge ist es möglich, die Verschlechterung der Qualität des Empfangssignals zu unterdrücken.
Ausführungsbeispiel 2
In dem Ausführungsbeispiel 2 wird eine Anordnungskonfiguration unter Berücksichtigung von Wärmeabfuhr des Front-End-Moduls beschrieben.
Wie oben beschrieben, kann das FEM 130 den Leistungsverstärker 133 zum Verstärken eines Sendesignals umfassen. Um eine Funkwelle zu einer Entfernung abzustrahlen, ist Leistung (elektrische Leistung), die der Funkwelle entspricht, erforderlich, und somit verbraucht im Allgemeinen der Leistungsverstärker für ein Sendesignal zum Zeitpunkt der Verstärkung mehr elektrische Leistung als der rauscharme Verstärker 134, der ein Empfangssignal verstärkt. Daher wird in einem Antennenmodul, das besonders hohe Sendeleistung erfordert, ein Einfluss der Wärmeerzeugung in dem FEM 130 groß.
Da die Hauptplatine 250 eine größere physikalische Fläche aufweist als die Antennenvorrichtung 120, ist bei der Kommunikationsvorrichtung 10 die Wärmeabfuhreffizienz der Hauptplatine höher als diejenige der Antennenvorrichtung 120. Daher ist bei dem Ausführungsbeispiel 2 das FEM 130, das auf dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet ist, näher zu der Hauptplatine 250 angeordnet als zu der Antennenvorrichtung 120. Dies ermöglicht die Übertragung von Wärme, die durch das FEM 130 erzeugt wird, zu der Hauptplatine 250. Als Folge ist es möglich, zu verhindern, dass die Temperatur des FEM 130 hoch wird, und einen Wärmeeinfluss auf die innere Schaltung und die umgebenden Bauelemente und Bauglieder zu reduzieren.
5 ist eine Seitenansicht eines Antennenmoduls 100A gemäß Ausführungsbeispiel 2. Bei dem Antennenmodul 100A von 5 unterscheidet sich die Position des FEM 130 auf dem Verbindungsbauglied 140 von derjenigen des Antennenmoduls 100 von Ausführungsbeispiel 1. Es ist anzumerken, dass bei dem Antennenmodul 100A eine Beschreibung der gleichen Elemente wie denjenigen des Antennenmoduls 100 von 3 nicht wiederholt wird.
Genauer gesagt ist das FEM 130 an einer Position näher zu der Hauptplatine 250 als zu der Antennenvorrichtung 120 in dem Signalübertragungsweg des Verbindungsbauglieds 140 angeordnet. Anders ausgedrückt, das FEM 130 ist näher zu dem Verbindungsanschluss 151 angeordnet als der Mittelpunkt (die gestrichelte Linie CL1 in 5) des Wegs, der den Verbindungsanschluss 150 und den Verbindungsanschluss 151 verbindet. Mit solch einer Anordnung wird die Wärme, die in dem FEM 130 erzeugt wird, leichter zu der Hauptplatine 250 übertragen durch das Dielektrikum, das das Verbindungsbauglied 140 bildet, und die Leiter, wie z. B. die Speiseverdrahtungen 161 und 162 und die Masseelektrode GND in dem Verbindungsbauglied 140, im Vergleich zu der Anordnung des Antennenmoduls 100 von Ausführungsbeispiel 1. Daher ist es möglich, den Einfluss der Wärmeerzeugung des FEM 130 zu reduzieren.
Andererseits, wie es in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben ist, ist es von dem Gesichtspunkt des Verlusts der Sendeleistung und der Verschlechterung der Rauschzahl (NF) nicht vorzuziehen, das FEM 130 nahe der Hauptplatine 250 in dem Verbindungsbauglied 140 anzuordnen. Das heißt, in Bezug auf die Einbauposition des FEM 130 in dem Verbindungsbauglied 140 gibt es eine Kompromissbeziehung zwischen der Verlustreduktion und der Wärmeabfuhreffizienz. Daher wird die Position des FEM 130 in dem Verbindungsbauglied 140 unter Berücksichtigung des Wärmeerzeugungsgrads in dem FEM 130 und der erforderlichen Antennencharakteristika bestimmt.
Modifikation 1
Bei der Modifikation 1 wird eine Anordnung zum effizienteren Abstrahlen von Wärme von dem Front-End-Modul beschrieben.
6 ist eine Seitenansicht eines Antennenmoduls 100B gemäß der Modifikation 1. In dem Antennenmodul 100B ist ähnlich wie bei dem Antennenmodul 100A von Ausführungsbeispiel 2 das FEM 130 auf der Seite nahe zu der Hauptplatine 250 in dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet und ferner ist zumindest ein Teil des FEM 130 in Kontakt mit der Hauptplatine 250. Genauer gesagt, von der Normalenrichtung der Hauptplatine 250 in einer Draufsicht gesehen, überlappen ein Endabschnitt des Verbindungsbauglieds 140 und ein Endabschnitt der Hauptplatine 250 einander und das FEM 130 ist auf einer Oberfläche gegenüber einer Oberfläche des FEM 130, das auf dem Verbindungsbauglied 140 befestigt ist, in Kontakt mit der Hauptplatine 250.
Mit solch einer Konfiguration kann die Wärme, die in dem FEM 130 erzeugt wird, direkt zu der Hauptplatine 250 übertragen werden und dadurch ferner die Wärmeabfuhreffizienz verbessern. Es ist anzumerken, dass das Gehäuse der FEM 130 in direktem Kontakt sein kann mit der Hauptplatine 250, oder ein Bauglied mit hoher Wärmeübertragungseffizienz (beispielsweise ein Metall, wie z. B. Kupfer) kann zwischen dem FEM 130 und der Hauptplatine 250 angeordnet sein, so dass dieselben in Kontakt miteinander sind.
Ausführungsbeispiel 3
Bei dem Ausführungsbeispiel 3 wird ein Fall beschrieben, wo ein flexibles Verbindungsbauglied verwendet wird.
7 ist eine Seitenansicht eines Antennenmoduls 100C gemäß Ausführungsbeispiel 3. Bei dem Antennenmodul 100C ist das Verbindungsbauglied 140 des Antennenmoduls 100, das in 3 dargestellt ist, durch ein Verbindungsbauglied 140A ersetzt. Es ist anzumerken, dass bei dem Antennenmodul 100C die Beschreibung der gleichen Elemente wie denjenigen des Antennenmoduls 100 nicht wiederholt wird.
Mit Bezugnahme auf 7 ist das Verbindungsbauglied 140A ein flexibles Substrat, das aus einem Material mit Flexibilität gebildet ist, und ist konfiguriert, um in einer Dickenrichtung biegbar zu sein. Ähnlich zu dem Antennenmodul 100 ist das Verbindungsbauglied 140A an einem Ende desselben durch den Verbindungsanschluss 150 mit der Antennenvorrichtung 120 verbunden und ist an dem anderen Endabschnitt desselben durch den Verbindungsanschluss 151 mit der Hauptplatine 250 verbunden. Es ist anzumerken, dass der Verbindungsanschluss 150 zum Verbinden mit der Antennenvorrichtung 120 auf der Vorderoberfläche 141 des Verbindungsbauglieds 140A in 7 angeordnet ist, aber auf der Rückoberfläche 142 des Verbindungsbauglieds 140A angeordnet sein kann, in Abhängigkeit von dem Biegezustand des Verbindungsbauglieds 140A.
In dem Verbindungsbauglied 140A ist zumindest ein gebogener Abschnitt 145 gebildet und das FEM 130 ist auf der Seite der Antennenvorrichtung 120 zwischen dem gebogenen Abschnitt 145 und dem Verbindungsanschluss 150 angeordnet. Es ist anzumerken, dass das FEM 130 auf der Vorderoberfläche 141 und/oder der Rückoberfläche 142 angeordnet ist, in Abhängigkeit von dem Biegezustand und der Anzahl von Biegungen des Verbindungsbauglieds 140A.
Durch Verwenden eines solchen flexiblen Verbindungsbauglieds 140A kann die Normalenrichtung der Antennenvorrichtung 120 (d.h., eine Strahlungsrichtung von Funkwellen) anders sein als die Normalenrichtung der Hauptplatine 250, so dass der Freiheitsgrad des Layouts der Hauptplatine 250 und der Antennenvorrichtung 120 in dem Gehäuse der Kommunikationsvorrichtung 10 verbessert werden kann.
Dann ist es durch Anordnen des FEM 130 auf dem Verbindungsbauglied 140A möglich, den Verlust des Hochfrequenzsignals zu reduzieren, der durch die Erweiterung des Signalübertragungswegs verursacht wird aufgrund der Verwendung des Verbindungsbauglieds 140A, um die Verschlechterung von Antennencharakteristika zu unterdrücken.
Modifikation 2
Bei der Modifikation 1 von 7 wurde ein Beispiel einer Konfiguration beschrieben, bei der das Verbindungsbauglied in der Dickerichtung gebogen ist. Bei der Modifikation 2 wird eine Konfiguration beschrieben, bei der das Verbindungsbauglied in einer planaren Richtung einer Hauptoberfläche gebogen ist.
8 ist eine Draufsicht eines Antennenmoduls 100D gemäß der Modifikation 2. Bei dem Antennenmodul 100D ist das Verbindungsbauglied 140 des Antennenmoduls 100, das in 3 dargestellt ist, ersetzt durch ein Verbindungsbauglied 140B. Es ist anzumerken, dass in dem Antennenmodul 100D die Beschreibung der gleichen Elemente wie denjenigen des Antennenmoduls 100 nicht wiederholt wird.
Mit Bezugnahme auf 8 ist das Verbindungsbauglied 140B ein flexibles Substrat, das aus einem Material mit Flexibilität gebildet ist, und ist konfiguriert, um in der planaren Richtung der Hauptoberfläche (das heißt in einer XY-Ebene) biegbar zu sein. Bei dem Beispiel von 8 erstreckt sich das Verbindungsbauglied 140B entlang der X-Achsenrichtung von einem Abschnitt, der mit der Hauptplatine 250 verbunden ist, ist in der Y-Achsenrichtung an einem gebogenen Abschnitt 146 gebogen, ist in der X-Achsenrichtung erneut an einem gebogenen Abschnitt 147 gebogen und ist mit der Antennenvorrichtung 120 verbunden. Es ist anzumerken, dass das Verbindungsbauglied 140B konfiguriert sein kann, um auch in der Dickerichtung biegbar zu sein, wie bei der Modifikation 1. Außerdem kann das Verbindungsbauglied 140B konfiguriert sein, um in einer Verdrehungsrichtung um die Achse in einer Erstreckungsrichtung biegbar zu sein. Das FEM 130 ist auf einer Vorderoberfläche und/oder einer Rückoberfläche des Verbindungsbauglieds 140B angeordnet.
Indem das Verbindungsbauglied 140B so verwendet wird, ist es möglich, den Freiheitsgrad des Layouts der Antennenvorrichtung 120 in dem Gehäuse der Kommunikationsvorrichtung 10 zu verbessern. Ferner ist es durch Anordnen des FEM 130 auf dem Verbindungsbauglied 140B möglich, eine Verschlechterung von Antennencharakteristika aufgrund der Erweiterung des Signalübertragungswegs zu unterdrücken.
Modifikation 3
Bei der Modifikation 3 wird ein Anwendungsbeispiel beschrieben in einer Kommunikationsvorrichtung in dem Fall, wo ein flexibles Verbindungsbauglied verwendet wird.
9 ist eine Ansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines Antennenmoduls 100E gemäß der Modifikation 3 in der Kommunikationsvorrichtung 10 darstellt. Bei dem in 9 dargestellten Antennenmodul 100E wird ein Verbindungsbauglied 140C, das in der Dickerichtung biegbar ist, verwendet, das ähnlich ist wie das Verbindungsbauglied 140A, das mit Bezugnahme auf 7 beschrieben ist. Das Verbindungsbauglied 140C ist gebogen, um einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt zu haben. Das Verbindungsbauglied 140C ist an einem Endabschnitt desselben durch den Verbindungsanschluss 150 mit der Antennenvorrichtung 120 verbunden und ist an dem anderen Endabschnitt desselben durch den Verbindungsanschluss 151 mit der Hauptplatine 250 verbunden.
Es ist anzumerken, dass in der Antennenvorrichtung 120 von 9 die Mehrzahl von Speiseelementen 121 entlang der Y-Achse angeordnet ist und an dem dielektrischen Abschnitt eines Gehäuses 30 der Kommunikationsvorrichtung 10 angebracht ist. Somit werden Funkwellen in der X-Achsenrichtung abgestrahlt.
Das FEM 130 ist auf der Vorderoberfläche 141 des Verbindungsbauglieds 140C angeordnet. Wie bei dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben, erzeugt das FEM 130 Wärme durch den darin gebildeten Leistungsverstärker. Daher ist das FEM 130 an einer Position getrennt von dem Gehäuse 30 angeordnet. Entsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass Wärme von dem FEM 130 zu dem Gehäuse 30 übertragen wird, und zu verhindern, dass die Temperatur des Gehäuses sich lokal erhöht. Es ist anzumerken, dass ein Wärmeisolationsbauglied 50 zwischen dem FEM 130 und dem Gehäuse 30 angeordnet sein kann.
Ferner kann ein FEM 130Y, das durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist, auf der Seite der Rückoberfläche 142 des Verbindungsbauglieds 140C angeordnet sein. Da das Verbindungsbauglied 140C zwischen dem FEM 130Y und dem Gehäuse 30 angeordnet ist, ist es in diesem Fall weniger wahrscheinlich, dass Wärme, die in dem FEM 130Y erzeugt wird, zu dem Gehäuse 30 übertragen wird.
Wie oben beschrieben, kann auch bei dem Antennenmodul 100E gemäß der Modifikation 3 der Freiheitsgrad des Layouts der Antennenvorrichtung 120 in dem Gehäuse 20 verbessert werden durch Verwenden des Verbindungsbauglieds 140C mit Flexibilität. Außerdem ist es durch Anordnen des FEM 130 auf dem Verbindungsbauglied 140C, so dass dasselbe getrennt von dem Gehäuse 30 ist, möglich, eine Verschlechterung von Antennencharakteristika aufgrund der Verwendung des Verbindungsbauglieds 140C zu unterdrücken und die Wärmeübertragung von dem FEM 130 zu dem Gehäuse 30 zu unterdrücken.
Obwohl der Fall, wo das Verbindungsbauglied 140C ein flexibles Substrat mit Flexibilität ist, mit Bezugnahme auf 9 beschrieben wurde, ist anzumerken, dass zwei starre Substrate durch Bonden oder Löten verbunden werden können, um ein im Wesentlichen L-förmiges Verbindungsbauglied 1400 zu bilden, wie es in 10 dargestellt ist.
Modifikation des Verbindungsanschlusses
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Verbindungsanschluss 150, der für eine Verbindung zwischen dem Verbindungsbauglied und der Antennenvorrichtung verwendet wird, und der Verbindungsanschluss 151, der für eine Verbindung zwischen der Hauptplatine und dem Verbindungsbauglied verwendet wird, zwischen einander zugewandten Oberflächen von Baugliedern gebildet sind, die zu verbinden sind. Die Verbindungsanschlüsse 150 und 151 können auch einen anderen Verbindungsmodus aufweisen.
Beispielsweise können beim Verbinden der Hauptplatine 250 und des Verbindungsbauglieds 140, wie es in 11 dargestellt ist, der Endabschnitt der Hauptplatine 250 und der Endabschnitt des Verbindungsbauglieds 140 angeordnet sein, um einander zugewandt zu sein, und die jeweiligen Vorderoberflächen (oder Rückoberflächen) der Hauptplatine 250 und des Verbindungsbauglieds 140 können durch einen Verbindungsanschluss 151A miteinander verbunden sein. Es ist anzumerken, dass, wie es in 12 dargestellt ist, der Verbindungsanschluss 151A eine Kombination einer Mehrzahl von Verbindern 151A1 und 151A2 sein kann, die jeweils einen leitfähigen Anschlussstift und/oder einen Stecker aufweisen.
Wie es in 13 dargestellt ist, kann alternativ ein Anschlussabschnitt an dem Endabschnitt des Verbindungsbauglieds 140 gebildet sein und das Verbindungsbauglied 140 kann in einem Verbindungsanschluss 151 B, der an einer Oberfläche der Hauptplatine 250 befestigt ist, eingepasst und mit demselben verbunden sein.
Es ist anzumerken, dass die Verbindungsmodi von 11 bis 13 auch bei der Verbindung zwischen dem Verbindungsbauglied 140 und der Antennenvorrichtung 120 verwendet werden können.
Ausführungsbeispiel 4
Konfiguration der Kommunikationsvorrichtung
Bei dem Ausführungsbeispiel 4 wird ein Beispiel eines Falls eines sogenannten Antennenmoduls vom Dualbandtyp beschrieben, das in der Lage ist, Funkwellen in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern von einer Antennenvorrichtung abzustrahlen.
14 ist ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung 10F, bei der ein Antennenmodul 100F gemäß Ausführungsbeispiel 4 verwendet wird. Mit Bezugnahme auf 14 umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10F das Antennenmodul 100F und die BBIC 200. Das Antennenmodul 100F umfasst eine RFIC 110F, eine Antennenvorrichtung 120F, das FEM 130 und Filtervorrichtungen 170 und 180.
Die Antennenvorrichtung 120F ist eine Antennenvorrichtung vom Dualbandtyp wie oben beschrieben und jedes der Strahlungselemente, die in der Antennenvorrichtung 120F angeordnet sind, umfasst zwei Speiseelemente 121 F und 125F. Hochfrequenzsignale werden den Speiseelementen 121 F und 125F einzeln von der RFIC 110F zugeführt. Es ist anzumerken, dass bei dem Ausführungsbeispiel 4 das „Speiseelement 121F“ und das „Speiseelement 125F“ einem „ersten Element“ beziehungsweise einem „zweiten Element“ bei der vorliegenden Offenbarung entsprechen.
Das RFIC 110F umfasst die Schalter 111A bis 111 D und 113A bis 113D, Schalter 111E bis 111 H, 113E bis 1 13H, 117A und 117B, die Leistungsverstärker 112AT bis 112DT, Leistungsverstärker 112ET bis 1 12HT, die rauscharmen Verstärker 112AR bis 112DR, rauscharme Verstärker 112ER bis 112HR, die Dämpfungsglieder 114A bis 114D, Dämpfungsglieder 114E bis 114H, die Phasenschieber 115A bis 115D, Phasenschieber 115E bis 115H, Signalkombinierer/teiler 116A und 116B, Mischer 118A und 118B und Verstärkerschaltungen 119A und 119B.
Darunter sind die Konfigurationen der Schalter 111A bis 111D, 113A bis 113D und 117A, der Leistungsverstärker 112AT bis 112DT, der rauscharmen Verstärker 112AR bis 112DR, der Dämpfungsglieder 114A bis 114D, der Phasenschieber 115A bis 115D, des Signalkombinierers/teilers 116A, des Mischers 118A und der Verstärkerschaltung 119A eine Schaltung für das Hochfrequenzseitenspeiseelement 121F. Außerdem sind die Konfigurationen der Schalter 111 E bis 111 H, 113E bis 113H und 117B, der Leistungsverstärker 112ET bis 112HT, der rauscharmen Verstärker 112ER bis 112HR, der Dämpfungsglieder 114E bis 114H, der Phasenschieber 115E bis 115H, des Signalkombinierers/teilers 116B, des Mischers 118B und der Verstärkerschaltung 119B eine Schaltung für das Niederfrequenzsei-. ten-Speiseelement 125F.
In dem Fall des Sendens eines Hochfrequenzsignals werden die Schalter 111A bis 1 11 H und 113A bis 113H zu der Seite der Leistungsverstärker 112AT bis 112HT geschaltet und die Schalter 117A, 117B sind mit den Sendeseitenverstärkern der Verstärkerschaltungen 119A und 119B verbunden. im Fall des Empfangens eines Hochfrequenzsignals werden die Schalter 111A bis 111 H und 113A bis 113H zu der Seite der rauscharmen Verstärker 112AR bis 112HR geschaltet und die Schalter 117A und 117B sind mit den Empfangsseitenverstärkern der Verstärkerschaltungen 119A und 119B verbunden.
Die Filtervorrichtung 170 (erste Filtervorrichtung) umfasst Diplexer 170A bis 170D. Außerdem umfasst die Filtervorrichtung 180 (zweite Filtervorrichtung) Diplexer 180A bis 180D.
Jeder Diplexer umfasst ein Hochpassfilter (erstes Filter), das ein Hochfrequenzsignal in einem Hochfrequenzband (erstes Frequenzband) durchlässt, und ein Tiefpassfilter (zweites Filter), das ein Hochfrequenzsignal in einem Niederfrequenzband (zweites Frequenzband) durchlässt.
Die Hochpassfilter in den Diplexern 170A bis 170D sind jeweils mit den Schaltern 111A bis 111D in der RFIC 110F verbunden. Außerdem sind die Tiefpassfilter in den Diplexern 170A bis 170D jeweils mit den Schaltern 111E bis 111H in der RFIC 110F verbunden. Die Diplexer 170A bis 170D sind jeweils mit den FEM 130A bis 130D verbunden. Außerdem sind die FEM 130A bis 130D jeweils mit den Diplexern 180A bis 180D verbunden.
Die Hochpassfilter in den Diplexern 180A bis 180D sind jeweils mit Speiseelementen 121F1 bis 121 F4 in der Antennenvorrichtung 120F verbunden. Die Tiefpassfilter in den Diplexern 180A bis 180D sind jeweils mit Speiseelementen 125F1 bis 125F4 in der Antennenvorrichtung 120F verbunden.
Wie oben beschrieben, wird der Weg zum Senden des Hochfrequenzsignals zu den Strahlungselementen, die jeweils das Speiseelement 121F und das Speiseelement 125F umfassen, zwischen der Filtervorrichtung 170 und der Filtervorrichtung 180 gemeinschaftlich verwendet.
Konfiguration des Antennenmoduls
Als Nächstes wird eine detaillierte Konfiguration des Antennenmoduls 100F gemäß Ausführungsbeispiel 4 mit Bezugnahme auf 15 bis 17 beschrieben. 15 ist eine Seitenansicht des Antennenmoduls 100F. 16 ist eine Teilquerschnittsansicht der Antennenvorrichtung 120F. 17 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Beispiels einer Konfiguration eines Diplexers.
In 15 wird die Antennenvorrichtung 120 in dem oben beschriebenen Antennenmodul 100, die oben mit Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, durch die Antennenvorrichtung 120F ersetzt und die RFIC 110 wird durch die RFIC 110F ersetzt. Außerdem ist in 15 die Filtervorrichtung 170 neu in der Hauptplatine 250 vorgesehen und die Filtervorrichtung 180 ist neu in der Antennenvorrichtung 120F vorgesehen. In 15 wird die Beschreibung von Elementen, die sich mit 3 überschneiden, nicht wiederholt. Es ist anzumerken, dass obwohl die BBIC 200 auf der Hauptplatine 250 in 15 befestigt ist, die BBIC 200 auf einem anderen Substrat (nicht dargestellt) gebildet sein kann.
Mit Bezugnahme auf 15 bis 17 ist die Antennenvorrichtung 120F konfiguriert, so dass Funkwellen in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern möglich sind, wie es oben beschrieben ist. Die Antennenvorrichtung 120F umfasst das Speiseelement 121 F und das Speiseelement 125F. Das Speiseelement 121F und das Speiseelement 125F sind so angeordnet, dass dieselben einander überlappen, wenn das dielektrische Substrat 122 von der Normalenrichtung in einer Draufsicht betrachtet wird, und das Speiseelement 125F ist zwischen dem Speiseelement 121F und der Masseelektrode GND angeordnet.
Die Größe des Speiseelements 121 F ist geringer als die Größe des Speiseelements 125F. Daher werden Funkwellen von dem Speiseelement 121 F in einem höheren Frequenzband als dem des Speiseelements 125F abgestrahlt. Ein Hochfrequenzsignal von der RFIC 11 OF wird einzelnen jedem des Speiseelements 121F und des Speiseelements 125F zugeführt. Genauer gesagt, wie es in 16 dargestellt ist, wird ein Hochfrequenzsignal auf der Hochfrequenzseite (beispielsweise 39 GHz-Band) dem Speiseelement 121F durch eine Speiseverdrahtung 191 zugeführt und ein Hochfrequenzsignal auf der Niederfrequenzseite (beispielsweise 28 GHz-Band) wird dem Speiseelement 121F durch eine Speiseverdrahtung 192 zugeführt. Die Speiseverdrahtung 191 durchdringt das Speiseelement 125F und ist mit einem Speisepunkt SP1 des Speiseelements 121F verbunden. Die Speiseverdrahtung 192 ist mit einem Speisepunkt SP2 des Speiseelements 125F verbunden.
Wie es in 17 dargestellt ist, sind die Filtervorrichtungen 170 und 180 konfiguriert, um eine plattenförmige Elektrode und ein Durchgangsloch zu umfassen. Genauer gesagt, die Filtervorrichtungen 170 und 180 umfassen einen Anschluss T1, mit dem die gemeinschaftlich verwendete Speiseverdrahtung verbunden ist, einen Anschluss T2, mit dem eine Niederfrequenzseitenspeiseverdrahtung verbunden ist und einen Anschluss T3, mit dem eine Hochfrequenzseitenspeiseverdrahtung verbunden ist. Zwischen dem Anschluss T1 und dem Anschluss T2 ist ein Tiefpassfilter 210 gebildet und zwischen dem Anschluss T1 und dem Anschluss T3 ist ein Hochpassfilter 220 gebildet.
Das Tiefpassfilter 210 umfasst eine lineare Plattenelektrode 211, die mit dem Anschluss T1 und dem Anschluss T2 verbunden ist, und Plattenelektroden 212 und 213, die von der Plattenelektrode 211 abzweigen und angeordnet sind, um einander mit einem vorbestimmten Zwischenraum dazwischen zugewandt zu sein. Die Plattenelektrode 212 und die Plattenelektrode 213 sind in einer Draufsicht von der Normalenrichtung des Substrats aus gesehen in Liniensymmetrie angeordnet und sind elektromagnetisch miteinander gekoppelt. Endabschnitte der Plattenelektrode 212 und der Plattenelektrode 213 sind mit der Masseelektrode GND über ein Durchgangsloch V1 beziehungsweise ein Durchgangsloch V2 verbunden. Anders ausgedrückt, das Tiefpassfilter 210 bildet eine LC-Reihenresonanzschaltung einer sogenannten „π-Typ-Schattung“, die einen Reiheninduktor (Plattenelektrode 211), der zwischen dem Anschluss T1 und dem Anschluss T2 gebildet ist und zwei Nebenschluss-Stichleitungen (Plattenelektroden 212, 213 plus Durchgangslöcher V1, V2) umfasst, die von dem Induktor abzweigen.
Das Hochpassfilter 220 umfasst eine lineare Plattenelektrode 221, deren eines Ende mit dem Anschluss T1 verbunden ist, Plattenelektroden 222 und 223 und eine Kondensatorelektrode C1. Die Plattenelektrode 222 zweigt von der Plattenelektrode 221 ab und ein Endabschnitt derselben ist durch ein Durchgangsloch V3 mit der Masseelektrode GND verbunden. Das andere Ende der Plattenelektrode 221 liegt der Kondensatorelektrode C1 gegenüber, die in einer anderen Schicht angeordnet ist. Die Plattenelektrode 221 und die Kondensatorelektrode C1 bilden einen Kondensator. Ein Ende der Plattenelektrode 223 ist durch ein Durchgangsloch V4 mit der Masseelektrode GND verbunden und das andere Ende derselben ist durch ein Durchgangsloch V5 mit der Kondensatorelektrode C1 verbunden. Außerdem ist die Plattenelektrode 223 auch mit dem Anschluss T2 verbunden. Anders ausgedrückt, das Hochpassfilter 220 bildet eine LC-Reihenresonanzschaltung einer sogenannten ,„π-Typ-Schaltung”, die einen Reihenkondensator (Plattenelektrode 221, Kondensatorelektrode C1), der zwischen dem Anschluss T1 und dem Anschluss T3 gebildet ist, und zwei Nebenschluss-Stichleitungen (Plattenelektroden 222, 223 plus Durchgangslöcher V3, V5) umfasst, die jeweils von beiden Enden des Kondensators abzweigen.
Es ist anzumerken, dass das Tiefpassfilter 210 und das Hochpassfilter 220 in der gleichen Schicht angeordnet sein können wie es in 17 dargestellt ist, oder in anderen Schichten angeordnet sein können, um einander in einer Draufsicht von der Normalenrichtung des Substrats aus gesehen, auf dem die Filtervorrichtung gebildet ist, teilweise zu überlappen. Wenn das Tiefpassfilter 210 und das Hochpassfilter 220 in unterschiedlichen Schichten gebildet sind, ist die Masseelektrode GND in einer Schicht zwischen dem Tiefpassfilter 210 und dem Hochpassfilter 220 angeordnet, um gegenseitige Kopplung zu verhindern.
Die Filtervorrichtung 170 ist in der Hauptplatine 250 gebildet. Ferner ist die Filtervorrichtung 180 in dem dielektrischen Substrat 122 der Antennenvorrichtung 120F gebildet.
Zwei Hochfrequenzsignale unterschiedlicher Frequenzbänder, die einzeln von der RFIC 110F ausgegeben werden, werden über die Filtervorrichtung 170 zu der gemeinschaftlich verwendeten Speiseverdrahtung übertragen. Die gemeinschaftlich verwendete Speiseverdrahtung erstreckt sich über den Verbindungsanschluss 151, das Verbindungsbauglied 140 und den Verbindungsanschluss 150 zu der Antennenvorrichtung 120F.
Die gemeinschaftlich verwendete Speiseverdrahtung wird durch die Filtervorrichtung 180, die in der Antennenvorrichtung 120F gebildet ist, verzweigt in einen Hochfrequenzseiten- weg und einen Niederfrequenzseitenweg. Der Hochfrequenzseitenweg ist mit dem Speiseelement 121F verbunden und der Niederfrequenzseitenweg ist mit dem Speiseelement 125F verbunden.
In dem Fall eines Antennemoduls vom Dualbandtyp, in dem Leistung jedem Speiseelement einzeln zugeführt wird, ist im Grunde genommen die gleiche Anzahl von Speiseverdrahtungen wie die Anzahl von Speiseelementen von der RFIC zu den Speiseelementen erforderlich. Insbesondere in einem Fall einer sogenannten Antennenvorrichtung vom Dualpolarisationstyp, die in der Lage ist, Funkwellen in zwei unterschiedlichen Polarisationsrichtungen von jedem Speiseelement abzustrahlen, sind zweimal so viele Speiseverdrahtungen wie die Anzahl von Speiseelementen erforderlich. Wie es beispielsweise in 14 und 15 dargestellt ist, wenn vier Speiseelemente für jedes Frequenzband vorgesehen sind (die Gesamtzahl von Speiseelementen beträgt acht), sind in dem Fall einer Antennenvorrichtung vom Dualpolarisationstyp 16 Speiseverdrahtungen erforderlich. In diesem Fall ist es notwendig, die Breite oder Dicke des Verbindungsbauglieds zu erhöhen, was es schwierig macht, das Verbindungsbauglied in der Vorrichtung anzuordnen oder es unmöglich machen kann, die Flexibilität des Verbindungsbauglieds sicherzustellen. Da auch die Verbindungsanschlüsse 150 und 151 die gleiche Anzahl von Anschlüssen erfordern wie die Anzahl von Speiseverdrahtungen, die in dem Verbindungsbauglied angeordnet sind, erhöht sich außerdem die Verbindergröße und der Anordnungsbereich des Verbinders in der Hauptplatine und der Antennenvorrichtung erhöht sich.
Andererseits sind in dem Antennenmodul 100F gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 die Filtervorrichtungen (Diplexer) 170 und 180 in der Hauptplatine 250 beziehungsweise der Antennenvorrichtung 120F angeordnet, so dass die Speiseverdrahtung teilweise gemeinsam verwendet wird und die Gesamtzahl von Speiseverdrahtungen, die in dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet sind, reduziert werden kann. Dies ermöglicht es, die Größe (Breite und Dicke) des Verbindungsbauglieds 140 zu reduzieren und den Befestigungsbereich auf der Hauptplatine 250 und der Antennenvorrichtung 120F zu reduzieren. Außerdem kann auch die Anzahl von Anschlüssen des FEM, das in dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet ist, reduziert werden.
Als nächstes wird ein Anwendungsbeispiel der Filtervorrichtung auf der Hauptplatine 250 und der Antennenvorrichtung 120F beschrieben. 18 umfasst Ansichten, die ein Anordnungsbeispiel der Filtervorrichtung 170 auf der Hauptplatine 250 darstellen. Außerdem umfasst 19 Ansichten, die ein Anordnungsbeispiel der Filtervorrichtung 180 in der Antennenvorrichtung 120F darstellen.
Da jeder Diplexer, der in der Filtervorrichtung 170 enthalten ist, mit der RFIC 110F und der Speiseverdrahtung in dem Verbindungsbauglied 140 wie oben beschrieben verbunden ist, ist mit Bezugnahme auf 18 die Filtervorrichtung 170 zwischen der RFIC 110F und dem Verbindungsanschluss 151 angeordnet, die das Verbindungsbauglied 140 verbinden, wenn die Hauptplatine 250 in einer Draufsicht betrachtet wird (18(a)).
Es ist anzumerken, dass die RFIC 110 und das Verbindungsbauglied 140 an einer Außenoberfläche der Hauptplatine 250 befestigt sind und die Filtervorrichtung 170 in der Hauptplatine 250 gebildet ist. Daher kann die Filtervorrichtung 170 an einer Position angeordnet sein, die die RFIC 110F und/oder das Verbindungsbauglied 140 teilweise überlappt, wenn die Hauptplatine 250 in einer Draufsicht betrachtet wird, wie es in 18(b) dargestellt ist. Wenn die Filtervorrichtung 170 als eine Chipkomponente gebildet ist, kann außerdem die Filtervorrichtung 170 an der Außenoberfläche der Hauptplatine 250 angeordnet sein.
Mit Bezugnahme auf 19 ist jeder Diplexer, der in der Filtervorrichtung 180 enthalten ist, auf dem Weg angeordnet, der den Verbindungsanschluss 150 und jedes der Speiseelemente in der Antennenvorrichtung 120F verbindet. 19(a) und 19(b) stellen ein Beispiel dar, bei dem die Filtervorrichtung 180 in einem Raum zwischen einem Endabschnitt des dielektrischen Substrats 122, mit dem das Verbindungsbauglied 140 verbunden ist, und einem Strahlungselement angeordnet ist, das am nächsten zu dem Endabschnitt ist. In 19(a) sind die Diplexer in zwei Reihen angeordnet, so dass eine Längsrichtung der äußeren Form jedes Diplexers in einer Richtung orthogonal zu einer Arrayrichtung der Strahlungselemente ausgerichtet ist. In 19(b) sind die Diplexer angeordnet, so dass die Längsrichtung der äußeren Form jedes Diplexers in der Arrayrichtung der Strahlungselemente ausgerichtet ist. In dem Fall einer solchen Anordnung gibt es, obwohl die Größe des dielektrischen Substrats 122 in der Arrayrichtung der Strahlungselemente leicht erhöht ist, keinen Anstieg der Größe in der Dickerichtung wie bei dem Beispiel von 19(d), das nachfolgend beschrieben wird, und daher ist diese Anordnung für den Fall geeignet, bei dem die Höhe reduziert ist.
19(c) stellt ein Anordnungsbeispiel dar, bei dem jeder Diplexer nebeneinander mit dem entsprechenden Strahlungselement in einer Richtung orthogonal zu der Arrayrichtung der Strahlungselemente angeordnet ist., Da ein Raum in der Nähe der Verbindung mit dem Verbindungsbauglied 140 in dem dielektrischen Substrat 122 gesichert werden kann, ist es in dem Fall dieses Anordnungsbeispiels einfach, das Verdrahtungslayout in dem dielektrischen Substrat 122 zu entwerfen. Da durch die gemeinschaftlich verwendete Speiseverdrahtung Leistung zu der Umgebung von jedem der Strahlungselemente zugeführt werden kann, kann außerdem die Anzahl von Speiseverdrahtungen in der Antennenvorrichtung 120F reduziert werden. Wenn das dielektrische Substrat 122 in einer Draufsicht betrachtet wird, überlappen das Strahlungselement und der Diplexer einander auch in diesem Fall nicht, was für den Fall geeignet ist, bei dem die Höhe reduziert ist.
Bei einem Anordnungsbeispiel von 19(d) ist der Diplexer in der Nähe jedes Strahlungselements angeordnet wie in 19(c), aber der Diplexer ist angeordnet, um das entsprechende Strahlungselement teilweise zu überlappen, wenn das dielektrische Substrat 122 in einer Draufsicht betrachtet wird. Anders ausgedrückt, der Diplexer ist in der Schicht unter dem Strahlungselement in dem dielektrischen Substrat 122 angeordnet. Obwohl es eine Wahrscheinlichkeit gibt, dass sich die Abmessung des dielektrischen Substrats 122 in der Dickerichtung erhöht, kann in dem Fall einer solchen Anordnung eine Abmessung W1 des dielektrischen Substrats 122 in der Breiterichtung (eine Richtung orthogonal zu der Arrayrichtung der Strahlungselemente) reduziert werden, was zum Reduzieren der Größe der Antennenvorrichtung 120F geeignet ist.
Wie oben beschrieben, sind in dem Antennenmodul vom Dualbandtyp, das Funkwellen in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern abstrahlen kann, die Diplexer vor und hinter dem Verbindungsbauglied angeordnet, so dass die Anzahl von Speiseverdrahtungen, die in dem Verbindungsbauglied angeordnet sind, reduziert werden kann. Als Folge ist es in dem Antennenmodul möglich, einen Anstieg der Größe aufgrund eines Anstiegs der Anzahl von Verdrahtungen zu unterdrücken.
Es ist anzumerken, dass selbst in dem Fall von Strahlungsfunkwellen in einem Frequenzband durch Verwenden der Filtervorrichtung wie oben beschrieben, für ein Antennenmodul vom Dualpolarisationstyp, das in der Lage ist, Funkwellen in zwei unterschiedlichen Polarisationsrichtungen abzustrahlen, möglich ist, die Anzahl von Speiseverdrahtungen, die in dem Verbindungsbauglied angeordnet sind, zu reduzieren.
Außerdem wurde bei der oben beschriebenen Antennenvorrichtung 120F die Konfiguration beschrieben, bei der das Speiseelement 121F und das Speiseelement 125F angeordnet sind, um einander in einer Draufsicht gesehen von der Normalenrichtung des dielektrischen Substrats 122 zu überlappen, aber das Speiseelement 121F und das Speiseelement 125F können angeordnet sein, um einander nicht zu überlappen.
Modifikation 4
Bei dem Ausführungsbeispiel 4 wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Diplexer verwendet wird, als eine Konfiguration, bei der individuelle Leistungszufuhr zu einem Strahlungselement in einem Antennenmodul vom Dualbandtyp durchgeführt wird.
Bei der Modifikation 4 wird ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Diplexer in einem Antennenmodul vom Dualbandtyp verwendet wird, unter Verwendung eines Speiseelements und eines parasitären Elements als Strahlungselemente.
20 ist ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung 10G, bei der ein Antennenmodul 100G gemäß Modifikation 4 verwendet wird. Mit Bezugnahme auf 20 umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10G das Antennenmodul 100G und die BBIC 200. Das Antennenmodul 100G umfasst eine RFIC 110G, eine Antennenvorrichtung 120G, das FEM 130 und die Filtervorrichtung 170. Ähnlich wie das Antennenmodul 100F von Ausführungsbeispiel 4 ist das FEM 130 auf dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet und die Filtervorrichtung 170 ist auf der Hauptplatine 250 angeordnet. Da eine Konfiguration der RFIC 110G gleich ist wie die Konfiguration der RFIC 1 10F von Ausführungsbeispiel 4, ist anzumerken, dass eine detaillierte Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Die Antennenvorrichtung 120G ist eine Antennenvorrichtung vom Dualbandtyp ähnlich wie die Antennenvorrichtung 120F, aber umfasst ein Speiseelement 121G und ein parasitäres Element 126g als jeweilige Strahlungselemente. Wie es in der Teilquerschnittsansicht der Antennenvorrichtung 120G in 21 dargestellt ist, ist das parasitäre Element 126G zwischen dem Speiseelement 121G und der Masseelektrode GND in der Antennenvorrichtung 120G angeordnet. Es ist anzumerken, dass in der Modifikation 4 das „Speiseelement 121G“ und das „parasitäre Element 126G“ dem „ersten Element“ beziehungsweise dem „zweiten Element“ bei der vorliegenden Offenbarung entsprechen.
Wie es in 21 dargestellt ist, durchdringt die Speiseverdrahtung 191 das parasitäre Element 126G und ist mit dem Speisepunkt SP1 des Speiseelements 121G verbunden. Wenn ein Hochfrequenzsignal auf der Hochfrequenzseite, das dem Speiseelement 121G entspricht (beispielsweise 39 GHz-Band) der Speiseverdrahtung 191 zugeführt wird, werden Funkwellen von dem Speiseelement 121G abgestrahlt. Wenn ein Hochfrequenzsignal auf der Niederfrequenzseite, das dem parasitären Element 126G entspricht (beispielsweise 28 GHz-Band) der Speiseverdrahtung 191 zugeführt wird, wird andererseits das Hochfrequenzsignal kontaktlos an das parasitäre Element 126G gesendet, durch elektromagnetische Feldkopplung zwischen der Speiseverdrahtung 191 und dem parasitären Element 126G in dem durchdringenden Abschnitt der Speiseverdrahtung 191. Somit werden Funkwellen von dem parasitären Element 126G abgestrahlt.
Da Hochfrequenzsignale in jeweiligen Frequenzbändern einzeln von dem RFIC 110G ausgegeben werden, ist es somit auch in dem Antennenmodul vom Dualbandtyp, das das Speiseelement 121G und das parasitäre Element 126G verwendet, wenn diese Signale unter Verwendung einzelner Speiseverdrahtungen zu der Antennenvorrichtung 120G gesendet werden, notwendig, die gleiche Anzahl von Speiseverdrahtungen wie die Anzahl von Strahlungselementen in dem Verbindungsbauglied 140 anzuordnen. Bei dem Antennenmodul 100G gemäß Modifikation 4 ist jedoch die Filtervorrichtung 170, die den Diplexer umfasst, auf der Hauptplatine 250 vorgesehen und die Speiseverdrahtung zum Senden des Hochfrequenzsignals auf der Hochfrequenzseite und die Speiseverdrahtung zum Senden des Hochfrequenzsignals auf der Niederfrequenzseite werden gemeinschaftlich verwendet, wodurch die Anzahl von Speiseverdrahtungen, die in dem Verbindungsbauglied 140 angeordnet sind, reduziert werden kann. Als Folge ist es in dem Antennenmodul möglich, einen Größenanstieg aufgrund eines Anstiegs bei der Anzahl von Verdrahtungen zu unterdrücken.
Obwohl die Konfiguration, bei der die Filtervorrichtung, die den Diplexer umfasst, für das Antennenmodul vom Dualbandtyp verwendet wird, bei dem Ausführungsbeispiel 4 und der Modifikation 4 beschrieben wurde, ist anzumerken, dass es möglich ist, die Anzahl von Speiseverdrahtungen, die in dem Verbindungsbauglied angeordnet sind, durch Verwenden der Filtervorrichtung, die einen Triplexer oder einen Multiplexer umfasst, zu reduzieren, selbst bei einem Antennenmodul, das in der Lage ist, Funkwellen in drei oder mehr unterschiedlichen Frequenzbändern abzustrahlen.
Es sollte klar sein, dass die hierin offenbarten Ausführungsbeispiele in jeder Hinsicht darstellend und nicht beschränkend sind. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele, sondern durch die Ansprüche definiert und soll alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Schutzumfangs äquivalent zu den Ansprüchen umfassen.
Bezugszeichenliste

10, 10F,10G: Kommunikationsvorrichtung,
30: Gehäuse,
50: Wärmeisolationsbauglied,
100,100A bis 100G: Antennenmodul,
110, 110F, 110G: RFIC,
111A bis 111H, 113A,113H bis117, 117A, 117B, 131, 132: Schalter,
112AR bis 112HR, 134: rauscharmer Verstärker
112AT bis 112HT, 133: Leistungsverstärker,
114A bis 114H: Dämpfungsglied,
115A bis 115H: Phasenschieber,
116, 116A,116B: Signalkombinierer/teiler,
118, 118A, 118B: Mischer,
119, 119A, 119B: Verstärkerschaltung,
120, 120F: Antennenvorrichtung,
121, 121F1 bis 121F4, 121G, 121G1 bis 121G4, 125F, 125F1 bis 125F4: Speiseelement,
122, 143: dielektrisches Substrat,
126G, 126G1 bis 126G4: parasitäres Element,
130, 130A bis 130D: FEM,
140, 140A bis 140D: Verbindungsbauglied,
141: Vorderoberfläche,
142: Rückoberfläche
145 bis 147: gebogener Abschnitt,
150, 151, 151A, 151B: Verbindungsanschluss,
151A1 bis 151A4: Verbinder,
161, 162, 191,192: Speiseverdrahtung,
170,180: Filtervorrichtung,
170A bis 170D, 180A bis 180D: Diplexer,
200: BBIC,
210: Tiefpassfilter,
220: Hochpassfilter,
211 bis 213, 221 bis 223: Plattenelektrode,
250: Hauptplatine,
260: Verbin-dungsverdrahtung,
C1: Kondensatorelektrode,
GND: Masseelektrode,
SP1, SP2: Speise-punkt,
T1 bis T3: Anschluss,
V1 bis V5: Durchgangsloch

Claims

Ein Antennenmodul, das folgende Merkmale aufweist: ein erstes Substrat, auf dem ein Strahlungselement angeordnet ist; ein zweites Substrat, auf dem eine Speiseschaltung zum Zuführen eines Hochfrequenzsignals zu dem Strahlungselement angeordnet ist; ein Verbindungsbauglied, das zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat geschaltet ist und ein Hochfrequenzsignal zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement überträgt; und eine Verstärkerschaltung, die auf dem Verbindungsbauglied angeordnet ist und konfiguriert ist, ein Hochfrequenzsignal zu verstärken, das zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement übertragen wird, wobei die Verstärkerschaltung an einer Position zwischen einem Verbindungspunkt mit dem ersten Substrat und einem Verbindungspunkt mit dem zweiten Substrat auf dem Verbindungsbauglied angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 1, bei dem die Verstärkerschaltung in einem Signalübertragungsweg in dem Verbindungsbauglied an einer Position näher zu dem ersten Substrat als zu dem zweiten Substrat angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 1, bei dem die Verstärkerschaltung in einem Signalübertragungsweg in dem Verbindungsbauglied an einer Position näher zu dem zweiten Substrat als zu dem ersten Substrat angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zumindest ein Teil der Verstärkerschaltung in Kontakt mit dem zweiten Substrat ist.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 4, bei dem ein Endabschnitt des Verbindungsbauglieds und ein Endabschnitt des zweiten Substrats einander in einer Draufsicht von einer Normalenrichtung des zweiten Substrats aus gesehen überlappen und die Verstärkerschaltung mit dem zweiten Substrat auf einer Oberfläche gegenüber einer Oberfläche der Verstärkerschaltung in Kontakt ist, die an dem Verbindungsbauglied befestigt ist.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Verstärkerschaltung auf einer Oberfläche des Verbindungsbauglieds gegenüber einer Oberfläche angeordnet ist, mit der das erste Substrat verbunden ist.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner folgende Merkmale aufweist: einen ersten Verbindungsanschluss, der das erste Substrat und das Verbindungsbauglied verbindet; und einen zweiten Verbindungsanschluss, der das zweite Substrat und das Verbindungsbauglied verbindet, wobei die Verstärkerschaltung auf einem Signalübertragungsweg in dem Verbindungsbauglied zwischen dem ersten Verbindungsanschluss und dem zweiten Verbindungsanschluss angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Verstärkerschaltung an einer Position angeordnet ist, die das Strahlungselement in einer Draufsicht von der Normalenrichtung des ersten Substrats aus gesehen nicht überlappt.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Verbindungsbauglied eine Flexibilität aufweist.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 9, bei dem das Verbindungsbauglied von dem ersten Substrat zu dem zweiten Substrat zumindest einen gebogenen Abschnitt aufweist und die Verstärkerschaltung in einem Signalübertragungsweg in dem Verbindungsbauglied an einer Position näher zu dem ersten Substrat als dem gebogenen Abschnitt angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Verbindungsbauglied eine Mehrschichtstruktur aufweist, in der eine Mehrzahl von dielektrischen Schichten laminiert ist, und eine erste Verdrahtung und eine zweite Verdrahtung umfasst, die in voneinander verschiedenen Schichten als ein Signalübertragungsweg gebildet sind.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 11, bei dem das Verbindungsbauglied ferner eine Masseelektrode umfasst, die in einer Schicht zwischen einer Schicht, in der die erste Verdrahtung gebildet ist, und einer Schicht, in der die zweite Verdrahtung gebildet ist, angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem die Verstärkerschaltung einen ersten Verstärker und einen zweiten Verstärker umfasst, der erste Verstärker auf einer ersten Oberfläche des Verbindungsbauglieds angeordnet ist und ein Hochfrequenzsignal verstärkt, das über die erste Verdrahtung übertragen wird und der zweite Verstärker auf einer zweiten Oberfläche des Verbindungsbauglieds angeordnet ist und ein Hochfrequenzsignal verstärkt, das über die zweite Verdrahtung übertragen wird.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Verstärkerschaltung zumindest einen eines Leistungsverstärkers zum Verstärken eines Sendesignals von der Speiseschaltung und eines rauscharmen Verstärkers zum Verstärken eines Empfangssignals umfasst, das durch das Strahlungselement empfangen wird.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das Strahlungselement ein erstes Element umfasst, das in der Lage ist, Funkwellen in einem ersten Frequenzband abzustrahlen, und ein zweites Element umfasst, das in der Lage ist, Funkwellen in einem zweiten Frequenzband abzustrahlen, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet, das Antennenmodul ferner eine erste Filtervorrichtung umfasst, die ein erstes Filter, das in der Lage ist, ein Signal in dem ersten Frequenzband durchzulassen, und ein zweites Filter umfasst, das in der Lage ist, ein Signal in dem zweiten Frequenzband durchzulassen und die erste Filtervorrichtung auf einem Signalübertragungsweg zwischen der Speiseschaltung und dem Verbindungsbauglied in dem zweiten Substrat angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß Anspruch 15, das ferner eine zweite Filtervorrichtung aufweist, die das erste Filter und das Filter umfasst, wobei die zweite Filtervorrichtung auf einem Signalübertragungsweg zwischen dem Strahlungselement und dem Verbindungsbauglied in dem ersten Substrat angeordnet ist.
Das Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, das ferner die Speiseschaltung aufweist.
Eine Kommunikationsvorrichtung, die mit dem Antennenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgestattet ist.
Die Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 18, die ferner ein Gehäuse aufweist, das konfiguriert ist, das Antennenmodul unterzubringen, wobei die Verstärkerschaltung getrennt von dem Gehäuse angeordnet ist.
Die Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 19, die ferner ein Wärmeisolationsbauglied aufweist, das zwischen der Verstärkerschaltung und dem Gehäuse angeordnet ist.
Ein Verbindungsbauglied zum Verbinden, in einem Antennenmodul, eines ersten Substrats, auf dem ein Strahlungselement angeordnet ist, und eines zweiten Substrats, auf dem eine Speiseschaltung zum Zuführen eines Hochfrequenzsignals zu dem Strahlungselement angeordnet ist, wobei das Verbindungsbauglied folgende Merkmale aufweist: ein drittes Substrat, in dem eine Speiseverdrahtung zum Senden eines Hochfrequenzsignals zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement gebildet ist; und eine Verstärkerschaltung, die auf dem dritten Substrat angeordnet ist und konfiguriert ist, ein Hochfrequenzsignal zu verstärken, das zwischen der Speiseschaltung und dem Strahlungselement übertragen wird, wobei die Verstärkerschaltung an einer Position zwischen einem Verbindungspunkt mit dem ersten Substrat und einem Verbindungspunkt mit dem zweiten Substrat in dem dritten Substrat angeordnet ist.