JP2005204179A - アンテナ付きモジュール基板及びこれを用いた無線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 所望の特性を維持しつつ、アンテナ付きモジュール基板をよりいっそう小型化する。
【解決手段】 本発明によるアンテナ付きモジュール基板１００は、基板本体１１０と、基板本体１１０の一方の面１１１に設けられ、互いに対称形である第１及び第２の放射導体１２１，１２２とを備え、第１及び第２の放射導体１２１，１２２は、いずれも第１の放射導体の給電点１２１ｂと第２の放射導体の給電点１２２ｂを通過する第１の直線Ｂに対して非対称である。これにより、第１の直線Ｂから見て一方の側に流れる電流によって放射される電波の波長と、第１の直線Ｂから見て他方の側に流れる電流によって放射される電波の波長とが互いに異なり、その結果、基板本体１１０のサイズを小型化しつつ、従来に比べて広い帯域を確保することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明はアンテナ付きモジュール基板及びこれを用いた無線モジュールに関し、特に、無線ＩＣタグへの適用が好適なアンテナ付きモジュール基板及びこれを用いた無線モジュールに関する。

近年、無線を利用した種々の移動体通信機器が開発され、その多くが実用化されているが、なかでも無線ＩＣタグを用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが非常に注目されている。ＲＦＩＤシステムに用いられる無線ＩＣタグは、放射導体を有するアンテナ付きモジュール基板とこれに搭載された半導体ＩＣを含んでおり（特許文献１参照）、このような無線ＩＣタグを荷札やプリペイドカード等に組み込むことによって物流管理や顧客管理、さらには、課金や決済の利便性を飛躍的に高めることができるものと期待されている。

無線ＩＣタグは、その性質上できる限り小型であることが望ましく、そのためにはアンテナ付きモジュール基板のサイズを小型化する必要がある。しかしながら、アンテナ付きモジュール基板を小型化すると、アンテナ付きモジュール基板に設けられる放射導体（アンテナ導体）の面積が小さくなり、その結果、アンテナの帯域が狭くなったり利得が低下するという問題が生じてしまう。

このような背景から、所望の特性を維持しつつ放射導体を小型化する様々な手法が提案されており、例えば特許文献２には、いわゆるボウタイアンテナを構成する放射導体の２辺を内側に窪んだ凹型の円弧形状としたり階段状とすることによって、放射導体を小型化する手法が提案されている。
特開２００３−２９８４６４号公報 特開２００２−１３５０３７号公報

しかしながら、無線ＩＣタグに対する小型化の要請はますます強くなっており、特許文献２に記載された手法では、アンテナ付きモジュール基板を十分に小型化することは困難である。当然ながら、アンテナ付きモジュール基板の小型化は、適用分野が無線ＩＣタグ以外であっても重要である。

したがって、本発明の目的は、所望の特性を維持しつつ、よりいっそうの小型化が可能なアンテナ付きモジュール基板及びこれを用いた無線モジュールを提供することである。

本発明によるアンテナ付きモジュール基板は、基板本体と、前記基板本体の所定の面に設けられ、互いに対称形である第１及び第２の放射導体とを備え、前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の放射導体の給電点と前記第２の放射導体の給電点を通過する第１の直線に対して非対称であることを特徴とする。

このように、本発明によるアンテナ付きモジュール基板では、２つの給電点を通過する第１の直線に対して第１及び第２の放射導体が非対称であることから、第１の直線から見て一方の側に流れる電流によって放射される電波の波長と、第１の直線から見て他方の側に流れる電流によって放射される電波の波長とが互いに異なる。その結果、基板本体のサイズを小型化しつつ、従来に比べて広い帯域を確保することが可能となる。

この場合、前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の直線から見て一方の領域の面積と他方の領域の面積とが異なっていることが好ましく、いずれも前記第１の直線から見て前記一方の側に位置する第１の辺と前記他方の側に位置する第２の辺の長さが異なっていることがより好ましい。これによれば、第１の直線から見て一方の側に流れる電流によって放射される電波の波長と、第１の直線から見て他方の側に流れる電流によって放射される電波の波長との差がいっそう大きくなることから、より広い帯域を確保することが可能となる。

本発明において、前記第１及び第２の放射導体の前記第１の辺は、給電部とは異なる部分において、いずれも前記給電点と前記第１の辺の端部とを結ぶ第２の直線と少なくとも１回交差することが好ましい。これによれば、第１の辺がいずれも上記第２の直線を基準として内側に窪んだ凹型形状を有する部分と、外側に膨らんだ凸型形状を有する部分を含むことになり、その結果、小さい面積によって第１の辺の長さをより長くすることが可能となる。この場合、前記第１及び第２の放射導体の前記第１の辺は、いずれも前記第２の直線との交点から見て前記給電点側においては内側に窪んだ凹型形状を有しており、前記交点から見て前記給電点とは反対側においては外側に膨らんだ凸型形状を有していることがより好ましい。これによれば、給電点に近い部分では第１及び第２の放射導体の幅が狭くなることから、このような形状によって、帯域及び利得をさらに向上させることが可能となる。

本発明において、前記第１及び第２の放射導体の前記第２の辺は、いずれも外側に膨らんだ凸型形状を有していることが好ましい。これによれば、基板本体の前記一方の面を有効に活用することができ、その結果、所望の特性を維持しつつ、基板本体のサイズを小さくすることが可能となる。

本発明において、前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の直線を横切って前記第１の辺の端部と前記第２の辺の端部とを結ぶ第３の辺が実質的に直線形状を有していることが好ましい。これによれば、基板本体の前記一方の面を有効に活用することができ、その結果、所望の特性を維持しつつ、基板本体のサイズを小さくすることが可能となる。

本発明において、前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記給電点から見て他方の放射導体側に延びるスタブ領域を有していることが好ましい。このようなスタブ領域を設けると見かけの給電点がスタブ領域側にずれることから、これによってインピーダンスを調整することができるとともに、中心周波数をより低くすることが可能となる。

また、本発明のアンテナ付きモジュール基板は、前記基板本体の前記所定の面とは異なる面に設けられ、前記第１及び第２の放射導体と対向するグランドパターンをさらに備えることが好ましい。これによれば、実使用時において金属上に載置された場合であってもアンテナ特性の劣化が防止され、逆に、広い金属面上に載置した場合にあっては天頂方向の利得が向上する。

また、本発明のアンテナ付きモジュール基板は、前記基板本体の前記所定の面に設けられ、前記第１の放射導体に隣接する第１のランドパターン及び前記第２の放射導体に隣接する第２のランドパターンをさらに備え、前記第１及び第２のランドパターンの少なくとも一部は、前記第１の辺の前記凹型形状部分に対応して設けられていることが好ましい。このようなランドパターンを設ければ、前記所定の面上に搭載される半導体ＩＣをより強固に固定することが可能となるとともに、これらランドパターンを第１の辺の凹型形状部分を利用して配置していることから、基板本体の大型化を防止することが可能となる。

本発明において、前記基板本体は、内部に少なくともフィルタ素子が内蔵された積層構造を有していることが好ましい。これによれば、アンテナのみならず、バンドパスフィルタ等を内蔵した無線モジュールを構成することが可能となる。

また、本発明による無線モジュールは、上記のアンテナ付きモジュール基板と、少なくとも前記給電点に接続された半導体ＩＣとを備えることを特徴とする。上述の通り、上記のアンテナ付きモジュール基板は、小型且つ高性能であることから、本発明による無線モジュールは無線ＩＣタグへの利用が非常に好適である。

このように、本発明によれば、アンテナ付きモジュール基板のサイズを小型化しつつ、広帯域・高利得を実現することが可能となる。このため、本発明によるアンテナ付きモジュール基板及びこれを用いた無線モジュールは、特に無線ＩＣタグへの利用が非常に好適である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００の構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００は、板状の基板本体１１０と、基板本体１１０の一方の面１１１に設けられた第１の放射導体１２１、第２の放射導体１２２、第１の放射導体１２１に隣接する第１のランドパターン１３１及び第２の放射導体１２２に隣接する第２のランドパターン１３２と、基板本体１１０の他方の面１１２に設けられたグランドパターン１４１とを備えている。

基板本体１１０の材料については、目的とするアンテナ特性等に応じて適宜選択すればよいが、基板本体１１０のサイズを小型化するためにはできるだけ誘電率の高い材料を用いることが好ましい。高誘電率をもつ材料としては、例えば、セラミック等を好ましく挙げることができる。

一方、基板本体１１０の表面に形成される放射導体等の材料については、導電性の高い材料であれば特に限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）及びその合金等を用いることが可能である。

第１の放射導体１２１及び第２の放射導体１２２は、基板本体１１０の中心線Ａから見て互いに対称形であり、いわゆるダイポールアンテナの放射導体として機能する。これら第１の放射導体１２１及び第２の放射導体１２２は、それぞれ給電部１２１ａ，１２２ａを有しており、これら給電部１２１ａ，１２２ａに後述する半導体ＩＣの電極が電気的及び機械的に接続される。給電部１２１ａ，１２２ａは、当然ながら所定の面積を有しているが、本明細書及び特許請求の範囲においては、その略中心点を「給電点」と定義する。したがって、図１（ａ）に示すように、給電部１２１ａの略中心点が第１の放射導体１２１の給電点１２１ｂであり、給電部１２２ａの略中心点が第２の放射導体１２２の給電点１２２ｂである。

ここで、図１（ａ）に示すように、第１及び第２の放射導体１２１，１２２は、いずれも、第１の放射導体１２１の給電点１２１ｂと第２の放射導体１２２の給電点１２２ｂを通過する第１の直線Ｂに対して非対称であり、いずれも、第１の直線Ｂから見て一方の領域の面積と他方の領域の面積とが異なっている。通常のボウタイアンテナでは、対となる２つの放射導体が二等辺三角形であり、これらの給電点を通過する直線に対して各放射導体が上下対称形であるが、本発明では、各放射導体が上下非対称形であり、このような平面形状が放射導体の小型化に大きく寄与している。

以下、第１及び第２の放射導体１２１，１２２の平面形状についてより詳細に説明する。

まず、第１及び第２の放射導体１２１，１２２は、それぞれ第１の直線Ｂから見て図１（ａ）の下側方向に位置する第１の辺１２１ｃ，１２２ｃと、上側方向に位置する第２の辺１２１ｄ，１２２ｄと、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの端部と第２の辺１２１ｄ，１２２ｄの端部とを結ぶ第３の辺１２１ｅ，１２２ｅとを有している。ここで、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの「端部」とは、原則として、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃと第３の辺１２１ｅ，１２２ｅにより構成される角部を指すが、主に製造上の精度限界により、実際の製品において厳密な角部を形成することは事実上極めて困難である。したがって、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃと第３の辺１２１ｅ，１２２ｅの角部は、実際の製品においては図２に示すように曲線を構成しているものと考えられ、この場合には、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃを仮想的に延長した線ｃと第３の辺１２１ｅ，１２２ｅを仮想的に延長した線ｅの交点ｃｅを便宜上、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの「端部」とみなす。

これについては、第２の辺１２１ｄ，１２２ｄの「端部」についても同様であり、図３に示すように、当該角部が曲線を構成している場合には、第２の辺１２１ｄ，１２２ｄを仮想的に延長した線ｄと第３の辺１２１ｅ，１２２ｅを仮想的に延長した線ｅの交点ｄｅを便宜上、第２の辺１２１ｄ，１２２ｄの「端部」とみなす。

図１（ａ）に示すように、第１及び第２の放射導体１２１，１２２は、いずれも第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの方が、第２の辺１２１ｄ，１２２ｄよりも長さが長く設定されている。これによって、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃ方向に流れる電流によって放射される電波の波長と、第２の辺１２１ｄ，１２２ｄ方向に流れる電流によって放射される電波の波長とが互いに異なり、その結果、広い帯域を確保することが可能となる。

また、給電点１２１ｂ，１２２ｂと第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの端部とを結ぶ仮想的な直線を第２の直線Ｃとした場合、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃは、いずれも給電部１２１ｂ，１２２ｂとは異なる部分において、第２の直線Ｃと１回交差している。図１（ａ）ではこの交点をＸと表示してある。このことは、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃがいずれも第２の直線Ｃを基準として内側、つまり対応する放射導体の中心方向に窪んだ凹型形状を有する部分と、外側、つまり対応する放射導体の中心から離れる方向に膨らんだ凸型形状を有する部分を含んでいることを意味し、これにより、小さい面積で第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの長さを十分に確保することが可能となる。本実施形態では、第２の直線Ｃとの交点から見て給電点１２１ｂ，１２２ｂ側に凹型形状を有する部分が位置し、第２の直線Ｃとの交点から見て給電点１２１ｂ，１２２ｂとは反対側に凸型形状を有する部分が位置している。これによって、給電点１２１ｂ，１２２ｂに近い部分では放射導体１２１，１２２の幅が狭くなっており、このような形状が帯域及び利得の向上に大きく寄与する。

第１の辺１２１ｃ，１２２ｃと第２の直線Ｃの交差は、本実施形態のように給電部１２１ｂ，１２２ｂとは異なる部分において１回であることが最も好ましいが、２回以上交差しても構わない。しかしながら、交差の回数が多くなるということは、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの「うねり」が多くなることを意味し、「うねり」が多すぎると利得が低下する傾向があることから、交差の回数は給電部１２１ｂ，１２２ｂとは異なる部分において２回以下であることが好ましく、上記の通り、１回であることが最も好ましい。

一方、第１及び第２の放射導体１２１，１２２の第２の辺１２１ｄ，１２２ｄは、図１（ａ）に示すようにいずれも外側に膨らんだ凸型形状を有している。このような形状により基板本体１１０の面１１１を有効に活用することができ、その結果、所望の特性を維持しつつ、基板本体１１０のサイズを小さくすることが可能となる。

また、第１及び第２の放射導体１２１，１２２の第３の辺１２１ｅ，１２２ｅは、図１（ａ）に示すようにいずれも第１の直線Ｂをほぼ垂直に横切っており、実質的に直線形状を有している。これにより、基板本体１１０の面１１１を有効に活用することができ、その結果、所望の特性を維持しつつ、基板本体１１０のサイズを小さくすることが可能となる。尚、ここでいう「実質的に直線」とは、図２及び図３を用いて説明したように角部が曲線により構成されている場合を含む意であり、このような場合であっても第３の辺１２１ｅ，１２２ｅが交点ｃｅと交点ｄｅを結ぶ直線上に位置していれば、「実質的に直線」であるとみなす。

以上が第１及び第２の放射導体１２１，１２２の平面形状である。

基板本体１１０の一方の面１１１には、第１の放射導体１２１に隣接する第１のランドパターン１３１及び第２の放射導体１２２に隣接する第２のランドパターン１３２がさらに設けられており、これら第１及び第２のランドパターン１３１，１３２の一部は、それぞれ第１及び第２の放射導体１２１，１２２の第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの凹型形状部分に対応して設けられている。逆に言えば、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃは、その凹型形状部分によって第１及び第２のランドパターン１３１，１３２との干渉を避けていると見なすこともできる。これら第１及び第２のランドパターン１３１，１３２は、後述するように、半導体ＩＣを機械的に保持する役割を果たす。

また、図１（ｂ）に示すように、基板本体１１０の他方の面１１２にはほぼ全面にグランドパターン１４１が設けられており、これにより、アンテナ付きモジュール基板１００を用いた無線ＩＣタグ等を金属上に載置した場合の特性の変化が抑制される。ダイポールアンテナは本来グランドパターンを必要とせず、このため、通常のダイポールアンテナではこのようなグランドパターンは設けられない。しかしながら、アンテナ付きモジュール基板からグランドパターンを削除すると、これを金属上に載置した際にインピーダンス等のアンテナ特性が著しく変化し、無線ＩＣタグのようにどこに載置されるか予測できないといった用途ではこれが大きな問題となる。この点を考慮し、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００では、第１及び第２の放射導体１２１，１２２と対向するグランドパターン１４１が設けられており、これにより実使用時におけるアンテナ特性の劣化を効果的に防止している。逆に、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００は、広い金属面上に載置すると天頂方向の利得が向上する。したがって、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００は、無線ＩＣタグへの適用が非常に好適であると言える。

以上が本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００の構造である。

図４は、上記アンテナ付きモジュール基板１００を用いた無線モジュール１５０の構造を示す略斜視図である。

図４に示す無線モジュール１５０は、図１に示したアンテナ付きモジュール基板１００と、基板本体１１０の一方の面１１１に搭載された半導体ＩＣ１６０によって構成される。半導体ＩＣ１６０は、信号処理を行うベースバンド部を有しており、第１及び第２の放射導体１２１，１２２を介して供給された信号を処理し、さらに、第１及び第２の放射導体１２１，１２２を介して外部に信号を出力する。半導体ＩＣ１６０に備えられた第１及び第２の信号端子１６１，１６２は、それぞれ第１及び第２の放射導体１２１，１２２の給電部１２１ａ，１２２ａに電気的及び機械的に接続されている。これにより半導体ＩＣ１６０は、第１及び第２の放射導体１２１，１２２を介して動作に必要な電力を得ることができるとともに、入出力信号の授受を行うことができる。一方、半導体ＩＣ１６０に備えられたダミー端子１６３は、第１及び第２のランドパターン１３１，１３２に機械的に接続されており、これによって半導体ＩＣ１６０はアンテナ付きモジュール基板１００に対してより強固に固定される。ダミー端子１６３は、半導体ＩＣ１６０をアンテナ付きモジュール基板１００に固定するために設けられた端子であり、入出力信号の授受や電力供給には寄与しない。

上述の通り、アンテナ付きモジュール基板１００に設けられた第１及び第２の放射導体１２１，１２２は第１の直線Ｂに対して非対称であり、その結果、給電部１２１ａ，１２２ａの位置が図１（ａ）に示す上側部分に偏っている。このため、図４に示すように、半導体ＩＣ１６０の端部の端子を第１及び第２の信号端子１６１，１６２として割り当てることにより、半導体ＩＣ１６０を略中央に載置することが可能となる。

このように、本実施形態ではアンテナ付きモジュール基板１００に設けられた第１及び第２の放射導体１２１，１２２が上記の形状を有していることから、広い帯域と高い利得を確保しつつ、従来に比べて全体のサイズを大幅に小型化することが可能となる。しかも、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００には、第１及び第２の放射導体１２１，１２２と対向するグランドパターン１４１が備えられていることから、実使用時において金属上に載置された場合であっても、アンテナ特性の劣化がほとんど生じず、逆に天頂方向への利得が向上する。このため、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００及び無線モジュール１５０は、無線ＩＣタグへの適用が非常に好適である。

しかも、第１及び第２の放射導体１２１，１２２はダイポールアンテナの一種であり、一般的なベースバンド部と同様、入出力が平衡であることから、ベースバンド部と第１及び第２の放射導体１２１，１２２との間に平衡不平衡変成器（Balanced to Unbalanced Transformer）を介在させる必要が無く、部品点数の削減にも寄与する。

次に、本発明の好ましい他の実施形態について説明する。

図５は、本発明の好ましい他の実施形態によるアンテナ付きモジュール基板２００の構造を示す上面図である。底面については、上述したアンテナ付きモジュール基板１００のそれと同様であるため、重複する図示及び説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態によるアンテナ付きモジュール基板２００は、第１及び第２の放射導体１２１，１２２に、給電点１２１ｂ，１２２ｂから見て他方の放射導体側に延びるスタブ領域２０１，２０２がそれぞれ設けられている点において上述したアンテナ付きモジュール基板１００と異なる。この場合も、給電部１２１ａ，１２２ａの位置は上記のアンテナ付きモジュール基板１００と同様である。

本実施形態では、スタブ領域２０１，２０２によって見かけの給電点がそれぞれのスタブ領域２０１，２０２側にずれることから、これによってインピーダンスを調整することができるとともに、中心周波数をより低くすることが可能となる。しかも、スタブ領域２０１，２０２は、半導体ＩＣ１６０が搭載されるべき領域に設けられていることから、これを設けたことによって基板本体１１０のサイズが大型化することもない。

スタブ領域２０１，２０２は、給電点から見て他方の放射導体側に延びる部分を少なくとも一部有していれば、図５に示した形状（直線形状）である必要はなく、図６に示すように、折り曲げ部分２０３を有する形状としても構わない。このような折り曲げ部分２０３を設ければ、スタブ領域２０１，２０２の長さをより長くすることができることから、見かけの給電点の位置をより大きくずらすことが可能となる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態において示した放射導体の形状はあくまで好ましい一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、例えば図７及び図８に示すように、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃ及び第２の辺１２１ｄ，１２２ｄの一方又は両方を直線的としても構わないし、図９に示すように、第１の辺１２１ｃ，１２２ｃの一部を円弧状に切り欠いた形状としても構わない。

また、上記実施形態では、第１及び第２の放射導体１２１，１２２を基板本体１１０の端部まで形成しているが、放射導体等をスクリーン印刷法等により形成する場合には、基板本体１１０の端部に多少の余白部分を残してこれらを形成しても構わない。

さらに、上記実施形態では第１及び第２の放射導体１２１，１２２が基板本体１１０の中心線Ａから見て互いに対称形であるが、これら第１及び第２の放射導体１２１，１２２の対称線が基板本体１１０の中心線Ａと一致している必要はない。但し、上記実施形態のように、第１及び第２の放射導体１２１，１２２の対称線を基板本体１１０の中心線Ａと一致させれば、基板本体１１０のサイズを最も小さくすることが可能となる。

また、基板本体１１０は単板である必要はなく、複数の基板が積層されてなる積層構造を有していても構わない。この場合、基板本体の内部に例えばフィルタ素子を内蔵させることが可能となり、これによれば、アンテナのみならず、バンドパスフィルタ等を内蔵した無線モジュールを構成することが可能となる。また、多層構造を有する基板本体１１０を用いる場合、放射導体やグランドパターン等についても基板本体の外部表面ではなく、その内部、つまり、多層基板を構成する単位基板の面上に形成しても構わない。放射導体を多層基板の内部の面に形成すれば、放射導体の天頂方向に誘電体が存在することになるため、アンテナの中心周波数を下げることが可能となる。さらに、基板本体１１０はフレキシブルな基板であっても良く、この場合、放射導体等についてもその厚さを十分に薄く設定すれば、アンテナ付きモジュール基板全体にフレキシビリティを持たせることが可能となる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１

図１に示した構造を有するアンテナ付きモジュール基板を作製し、さらにベースバンド部を有する半導体ＩＣを搭載することによって実施例１の無線モジュールを構成した。そして、このような実施例１の無線モジュールのアンテナ特性を測定した。基板本体の材料としてはバリウムチタン系セラミック（εｒ＝９２）を用い、そのサイズは縦（中心線Ａに沿った方向）を５ｍｍ、横（第１の直線Ｂに沿った方向）を１０ｍｍ、厚さ（一方の面１１１から他方の面１１２までの距離）を２ｍｍとした。

測定の結果を図１０に示す。

図１０において横軸は周波数を表し、縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を表している。電圧定在波比は、その値が小さいほど当該周波数において反射による損失が低いことを示しており、その値が２以下である範囲を実質的な帯域と考えることができる。図１０に示すように、実施例１の無線モジュールでは帯域が約２．４３ＧＨｚ〜約３．５４ＧＨｚ、中心周波数が２．９３３ＧＨｚ、帯域幅が約１．１１ＧＨｚであった。

実施例２

図５に示した構造を有するアンテナ付きモジュール基板を作製し、さらにベースバンド部を有する半導体ＩＣを搭載することによって実施例２の無線モジュールを構成した。スタブ領域の長さについては、給電点から１．４ｍｍとした。また、基板本体の材料及びサイズについては実施例１と同様とした。そして、このような実施例２の無線モジュールのアンテナ特性を測定した。

測定の結果を図１１に示す。

図１１に示すように、実施例２の無線モジュールでは帯域が約２．３６ＧＨｚ〜約３．３５ＧＨｚ、中心周波数が２．８１２ＧＨｚ、帯域幅が約０．９９ＧＨｚであった。つまり、帯域幅はやや狭くなったものの、基板本体１１０のサイズを変えることなく、中心周波数をより低周波側にずらすことができた。

比較例

図１２に示すように、縦１０ｍｍ、横１２ｍｍ、厚さ２ｍｍの基板本体１０を用意し、その一方の面にボウタイアンテナを構成する一対の放射導体１１，１２を形成した。これら放射導体１１，１２の平面形状は実質的に二等辺三角形であり、したがって、これら放射導体１１，１２は給電点１１ｂ，１２ｂを通過する第１の直線Ｂに対して対称である。二等辺三角形の対応する二辺の長さは５．９４ｍｍとした。また、基板本体１０の他方の面にはほぼ全面にグランドパターンを形成した。このようなアンテナ付きモジュール基板に、ベースバンド部を有する半導体ＩＣを搭載することによって比較例の無線モジュールを構成し、そのアンテナ特性を測定した。

測定の結果を図１３に示す。

図１３に示すように、比較例の無線モジュールでは帯域が約２．１０ＧＨｚ〜約３．１６ＧＨｚ、中心周波数が２．５７６ＧＨｚ、帯域幅が約１．０６ＧＨｚであった。つまり、実施例１及び実施例２の無線モジュールに近いアンテナ特性が得られたものの、上述の通り、基板本体の平面サイズを２倍以上とする必要があった。

本発明の好ましい実施形態によるアンテナ付きモジュール基板１００の構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図である。 第１の辺１２１ｃ，１２２ｃと第３の辺１２１ｅ，１２２ｅの角部が曲線を構成している場合における端部の位置を説明するための図である。 第２の辺１２１ｄ，１２２ｄと第３の辺１２１ｅ，１２２ｅの角部が曲線を構成している場合における端部の位置を説明するための図である。 アンテナ付きモジュール基板１００を用いた無線モジュール１５０の構造を示す略斜視図である。 本発明の好ましい他の実施形態によるアンテナ付きモジュール基板２００の構造を示す上面図である。 変形例によるアンテナ付きモジュール基板２００の構造を示す上面図である。 変形例によるアンテナ付きモジュール基板１００の構造を示す上面図である。 他の変形例によるアンテナ付きモジュール基板１００の構造を示す上面図である。 さらに他の変形例によるアンテナ付きモジュール基板１００の構造を示す上面図である。 実施例１による無線モジュールのアンテナ特性を示すグラフである。 実施例２による無線モジュールのアンテナ特性を示すグラフである。 比較例による無線モジュールの構造を示す上面図である。 比較例による無線モジュールのアンテナ特性を示すグラフである。

符号の説明

１００，２００ アンテナ付きモジュール基板
１１０ 基板本体
１１１ 基板本体の一方の面
１１２ 基板本体の他方の面
１２１ 第１の放射導体
１２２ 第２の放射導体
１２１ａ，１２２ａ 給電部
１２１ｂ，１２２ｂ 給電点
１２１ｃ，１２２ｃ 第１の辺
１２１ｄ，１２２ｄ 第２の辺
１２１ｅ，１２２ｅ 第３の辺
１３１ 第１のランドパターン
１３２ 第２のランドパターン
１４１ グランドパターン
１５０ 無線モジュール
１６０ 半導体ＩＣ
１６１，１６２ 信号端子
１６３ ダミー端子
２０１，２０２ スタブ領域
２０３ スタブ領域の折り曲げ部分
Ａ 中心線
Ｂ 第１の直線
Ｃ 第２の直線

Claims (12)

1. 基板本体と、前記基板本体の所定の面に設けられ、互いに対称形である第１及び第２の放射導体とを備え、前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の放射導体の給電点と前記第２の放射導体の給電点を通過する第１の直線に対して非対称であることを特徴とするアンテナ付きモジュール基板。
2. 前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の直線から見て一方の領域の面積と他方の領域の面積とが異なっていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ付きモジュール基板。
3. 前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の直線から見て前記一方の側に位置する第１の辺と前記他方の側に位置する第２の辺とを有しており、前記第１の辺の長さと前記第２の辺の長さが異なっていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ付きモジュール基板。
4. 前記第１及び第２の放射導体の前記第１の辺は、給電部とは異なる部分において、いずれも前記給電点と前記第１の辺の端部とを結ぶ第２の直線と少なくとも１回交差することを特徴とする請求項３に記載のアンテナ付きモジュール基板。
5. 前記第１及び第２の放射導体の前記第１の辺は、いずれも前記第２の直線との交点から見て前記給電点側においては内側に窪んだ凹型形状を有しており、前記交点から見て前記給電点とは反対側においては外側に膨らんだ凸型形状を有していることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ付きモジュール基板。
6. 前記第１及び第２の放射導体の前記第２の辺は、いずれも外側に膨らんだ凸型形状を有していることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板。
7. 前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記第１の直線を横切って前記第１の辺の端部と前記第２の辺の端部とを結ぶ第３の辺をさらに有しており、前記第３の辺はいずれも実質的に直線形状を有していることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板。
8. 前記第１及び第２の放射導体は、いずれも前記給電点から見て他方の放射導体側に延びるスタブ領域を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板。
9. 前記基板本体の前記所定の面とは異なる面に設けられ、前記第１及び第２の放射導体と対向するグランドパターンをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板。
10. 前記基板本体の前記所定の面に設けられ、前記第１の放射導体に隣接する第１のランドパターン及び前記第２の放射導体に隣接する第２のランドパターンをさらに備え、前記第１及び第２のランドパターンの少なくとも一部は、前記第１の辺の前記凹型形状部分に対応して設けられていることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板。
11. 前記基板本体は、内部に少なくともフィルタ素子が内蔵された積層構造を有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のアンテナ付きモジュール基板と、少なくとも前記給電点に接続された半導体ＩＣとを備えることを特徴とする無線モジュール。
    

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