JP2019057774A

JP2019057774A - アンテナモジュール

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Publication number: JP2019057774A
Application number: JP2017179889A
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Inventors: 康之原; Yasuyuki Hara; 尚記外間; Naoki Sotoma
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Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-04-11
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Abstract

【課題】アンテナ層と回路層が積層されたアンテナモジュールにおいて、回路層の利用効率を高める。【解決手段】フィルタ回路を有する回路層１０と、放射導体２１を有するアンテナ層２０と、回路層１０とアンテナ層２０の間に位置し、フィードパターンＦ１を有するフィード層３０と、アンテナ層２０とフィード層３０との間に設けられたグランドパターンＧ１と、回路層１０とフィード層３０との間に設けられたグランドパターンＧ２とを備える。グランドパターンＧ１，Ｇ２は、スロットＳＬ１，ＳＬ２をそれぞれ有し、フィードパターンＦ１は、少なくとも一部が放射導体２１及びスロットＳＬ１，ＳＬ２と重なる。本発明において、スロットＳＬ１，ＳＬ２を回路層１０のデッドスペース上に形成すれば、回路層１０の利用効率が高められる。【選択図】図１

Description

本発明はアンテナモジュールに関し、特に、放射導体を含むアンテナ層とフィルタ回路を含む回路層が一体化されたアンテナモジュールに関する。

放射導体を含むアンテナ層とフィルタ回路を含む回路層が一体化されたアンテナモジュールとしては、特許文献１に記載されたアンテナモジュールが知られている。特許文献１に記載されたアンテナモジュールは、アンテナ層と回路層を積層するとともに、両者間にグランドパターンを介在させることによって、アンテナ層と回路層の相互干渉を防止している。

特開２００４−０４０５９７号公報

しかしながら、アンテナ層が必要とする平面サイズと回路層が必要とする平面サイズは必ずしも一致しないため、アンテナ層と回路層を積層すると、アンテナ層と回路層の一方に無駄なデッドスペースが発生するという問題があった。例えば、アンテナ層が必要とする平面サイズよりも回路層が必要とする平面サイズの方が小さい場合、回路層にデッドスペースが生じてしまい、回路層の利用効率が低下する。

したがって、本発明は、アンテナ層と回路層が積層されたアンテナモジュールにおいて、回路層の利用効率を高めることを目的とする。

本発明によるアンテナモジュールは、フィルタ回路を有する回路層と、回路層に積層され放射導体を有するアンテナ層と、回路層とアンテナ層の間に位置し、フィルタ回路に接続されるとともに放射導体と電磁界結合する第１のフィードパターンを有するフィード層と、アンテナ層とフィード層との間に設けられた第１のグランドパターンと、回路層とフィード層との間に設けられた第２のグランドパターンとを備え、第１及び第２のグランドパターンは、積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第１及び第２のスロットをそれぞれ有し、第１のフィードパターンは、少なくとも一部が放射導体、第１のスロット及び第２のスロットと重なることを特徴とする。

本発明によれば、第１のフィードパターンと放射導体が第１のスロットを介して電磁界結合することから、アンテナ層に給電ラインなどを設ける必要がない。これにより、アンテナ層の構成をシンプルにすることができる。また、回路層には第２のスロットを介して第１のフィードパターンから電磁波が侵入するが、当該領域に回路層のデッドスペースを割り当てれば、回路層の利用効率を高めることができる。

本発明において、回路層は、フィルタ回路を構成する素子が配置された複数の回路ブロック領域と、積層方向から見て複数の回路ブロック領域間に位置するクリアランス領域とを含み、第１及び第２のスロットは、積層方向から見てクリアランス領域と重なる位置に設けられていても構わない。これによれば、クリアランス領域を有効活用することが可能となる。

本発明によるアンテナモジュールは、第１のフィードパターンと電磁界結合する第１のカプラパターンをさらに備えても構わない。これによれば、第１のフィードパターンから出力される電力をモニタすることが可能となる。

本発明において、第１及び第２のグランドパターンは、積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第３及び第４のスロットをそれぞれ有していても構わない。これによれば、例えば、第３又は第４のスロットを介して別のアンテナ信号を給電したり、放射導体から放射される信号の電力をモニタしたりすることが可能となる。

本発明において、フィード層は、フィルタ回路に接続されるとともに放射導体と電磁界結合する第２のフィードパターンをさらに有し、第２のフィードパターンは、少なくとも一部が放射導体、第３のスロット及び第４のスロットと重なるものであっても構わない。これによれば、第２のフィードパターンと放射導体が第３のスロットを介して電磁界結合することから、別のアンテナ信号を給電することが可能となる。

本発明において、第１及び第２のスロットは積層方向から見て放射導体の第１の辺と重なり、第３及び第４のスロットは積層方向から見て放射導体の第１の辺と対向する第２の辺と重なるものであっても構わない。これによれば、例えば、第１のフィードパターンと第２のフィードパターンを用いて放射導体に差動信号を給電することができる。

本発明において、第１及び第２のスロットは積層方向から見て放射導体の第１の辺と重なり、第３及び第４のスロットは積層方向から見て放射導体の第１の辺と隣接する第３の辺と重なるものであっても構わない。これによれば、例えば、第１のフィードパターンを用いて放射導体に水平偏波信号を給電し、第２のフィードパターンを用いて放射導体に垂直偏波信号を給電することができる。

本発明において、第１及び第２のグランドパターンは、積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第５及び第６のスロットと、積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第７及び第８のスロットとをそれぞれ有し、第５及び第６のスロットは積層方向から見て放射導体の前記第１の辺と対向する第２の辺と重なり、第７及び第８のスロットは積層方向から見て放射導体の前記第３の辺と対向する第４の辺と重なるものであっても構わない。これによれば、例えば、第５〜第８のスロットをダミースロットとして機能させることにより、放射導体の対称性を高めることが可能となる。

本発明において、第１及び第２のスロットは積層方向から見て放射導体の第１の辺と重なり、第３及び第４のスロットは積層方向から見て全体が放射導体と重なり、且つ、第１及び第２のスロットの延在方向に対して直交する方向に延在するものであっても構わない。これによれば、アイソレーション特性を向上させることが可能となる。

本発明によるアンテナモジュールは、少なくとも第３のスロットを介して放射導体と電磁界結合する第２のカプラパターンをさらに備えても構わない。これによれば、第２のカブラパターンを介して放射導体から放射される電力をモニタすることが可能となる。

本発明においては、フィルタ回路がバンドパスフィルタを含むものであっても構わない。これによれば、特定の帯域のアンテナ信号のみを通過させることが可能となる。

本発明において、アンテナ層は、積層方向から見て放射導体と重なる別の放射導体をさらに有するものであっても構わない。これによれば、より広帯域化することが可能となる。

本発明によるアンテナモジュールは、放射導体がアレイ状に複数設けられているものであっても構わない。これによれば、いわゆるフェーズドアレイを構成することができる。

このように、本発明によれば、アンテナ層と回路層が積層されたアンテナモジュールにおいて、回路層の利用効率を高めることが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態によるアンテナモジュール１００の模式的な透視斜視図である。図２は、アンテナモジュール１００の模式的な透視平面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った略断面図である。図４は、図２に示すＢ−Ｂ線に沿った端面を示す略端面図である。図５は、複数のアンテナモジュール１００をアレイ状にレイアウトしてなるアンテナモジュール１００Ａの構成を説明するための略斜視図である。図６は、本発明の第２の実施形態によるアンテナモジュール２００の模式的な透視平面図である。図７は、図６に示すＣ−Ｃ線に沿った端面を示す略端面図である。図８は、本発明の第３の実施形態によるアンテナモジュール３００の模式的な透視斜視図である。図９は、アンテナモジュール３００の模式的な透視平面図である。図１０は、図９に示すＤ−Ｄ線に沿った端面を示す略端面図である。図１１は、本発明の第４の実施形態によるアンテナモジュール４００の模式的な透視斜視図である。図１２は、アンテナモジュール４００の模式的な透視平面図である。図１３は、本発明の第５の実施形態によるアンテナモジュール５００の模式的な透視斜視図である。図１４は、アンテナモジュール５００の模式的な透視平面図である。図１５は、本発明の第６の実施形態によるアンテナモジュール６００の模式的な透視斜視図である。図１６は、アンテナモジュール６００の模式的な透視平面図である。図１７は、本発明の第７の実施形態によるアンテナモジュール７００の模式的な透視斜視図である。図１８は、アンテナモジュール７００の模式的な透視平面図である。

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

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態によるアンテナモジュール１００の模式的な透視斜視図である。また、図２はアンテナモジュール１００の模式的な透視平面図であり、図３は図２に示すＡ−Ａ線に沿った略断面図であり、図４は図２に示すＢ−Ｂ線に沿った端面を示す略端面図である。

本実施形態によるアンテナモジュール１００は、ミリ波帯を利用して無線通信を行うモジュールであり、図１〜図４に示すように、下層に位置する回路層１０と、上層に位置するアンテナ層２０と、回路層１０とアンテナ層２０の間に位置するフィード層３０とを備えている。回路層１０、アンテナ層２０及びフィード層３０は、いずれも誘電体層Ｄの内部又は表面に種々の導体パターンが形成された構成を有している。特に限定されるものではないが、誘電体層Ｄの材料としてはＬＴＣＣなどのセラミック材料や樹脂材料を用いることができる。本実施形態では、アンテナ層２０にある放射導体２１とフィード層３０にあるフィードパターンＦ１が電磁界結合するため、回路層１０とアンテナ層２０を互いに異なる材質で構成する事が可能である。例えば、一方をＬＴＣＣによって構成し、他方を樹脂によって構成することができる。

回路層１０は、バンドパスフィルタＢＰＦなどのフィルタ回路が形成された層であり、回路層１０の上面はグランドパターンＧ２で覆われ、回路層１０の下面はグランドパターンＧ３で覆われている。グランドパターンＧ２とグランドパターンＧ３は、ｚ方向（積層方向）に延在する多数のピラー導体１１によって互いに短絡され、これによってグランド電位の安定化が図られている。また、グランドパターンＧ２は、後述する開口部Ｇ２ａやスロットＳＬ２などの一部を除いて、当該ｘｙ平面のほぼ全面に形成されており、これにより回路層１０の上方における電磁波シールドとして機能する。また、グランドパターンＧ３は、外部端子１２の形成位置などの一部を除いて、当該ｘｙ平面のほぼ全面に形成されており、これにより回路層１０の下方における電磁波シールドとして機能する。

回路層１０は、バンドパスフィルタＢＰＦなどのフィルタ回路を構成する素子が配置された複数の回路ブロック領域ＣＢと、ｚ方向から見て複数の回路ブロック領域ＣＢ間に位置するクリアランス領域ＣＬとを含む。クリアランス領域ＣＬは、フィルタ回路を構成する素子が配置されていない、或いは、回路ブロック領域ＣＢよりも素子の形成密度の低い領域である。このようなクリアランス領域ＣＬが存在する理由は、回路層１０に必要な平面サイズよりもアンテナ層２０に必要な平面サイズの方が大きいからである。回路ブロック領域ＣＢの周囲は複数のピラー導体１１によって囲まれており、これにより、クリアランス領域ＣＬは回路ブロック領域ＣＢからシールドされている。本実施形態においては、ｚ方向から見てアンテナモジュール１００の中心点を通過するよう、クリアランス領域ＣＬが十字型にレイアウトされており、これにより対称性が確保されている。

アンテナ層２０は、放射導体２１を有する層である。放射導体２１は積層方向から見て（ｚ方向から見た平面視で）アンテナモジュール１００の略中央部に設けられた矩形状の導体パターンである。放射導体２１は、他の導体パターンに接続されておらず、直流的にはフローティング状態である。アンテナ層２０の上面は開放されている一方、下面はグランドパターンＧ１で覆われている。グランドパターンＧ１は、後述するスロットＳＬ１などの一部を除いて、当該ｘｙ平面のほぼ全面に形成されており、これによりパッチアンテナの基準導体として機能する。また、グランドパターンＧ１とグランドパターンＧ２は、ｚ方向（積層方向）に延在する多数のピラー導体３１によって互いに短絡され、これによってグランド電位の安定化が図られている。

フィード層３０は、回路層１０とアンテナ層２０の間に位置する。フィード層３０と回路層１０の間にはグランドパターンＧ２が存在し、フィード層３０とアンテナ層２０の間にはグランドパターンＧ１が存在する。フィード層３０には、フィードパターンＦ１が設けられている。フィードパターンＦ１は、ｙ方向に延在する帯状の導体パターンであり、本実施形態においては、フィードパターンＦ１の全体が放射導体２１と重なりを有している。フィードパターンＦ１の一端は、グランドパターンＧ２に設けられた開口部Ｇ２ａを介して、回路層１０のバンドパスフィルタＢＰＦに接続されている。

フィードパターンＦ１の先端部近傍は、ｚ方向から見て、グランドパターンＧ１に設けられたスロットＳＬ１及びグランドパターンＧ２に設けられたスロットＳＬ２と重なりを有している。スロットＳＬ１，ＳＬ２は、それぞれグランドパターンＧ１，Ｇ２に設けられた切り欠き部であり、本実施形態においてはｘ方向を長手方向とする形状を有している。スロットＳＬ１とスロットＳＬ２はｚ方向から見て互いに重なっており、放射導体２１のｙ方向に延在する辺Ｅ１を横断するよう配置されている。

フィードパターンＦ１は、スロットＳＬ１を介して放射導体２１と電磁界結合する。これにより、バンドパスフィルタＢＰＦからフィードパターンＦ１に供給されたアンテナ信号は、スロットＳＬ１を介して放射導体２１に供給され、空間に放射される。このように、本実施形態においては、ピラー状の導体を用いて放射導体２１に直接給電するのではなく、スロットＳＬ１を介した電磁界結合によって給電していることから、アンテナ層２０の構成が非常にシンプルとなり、製造プロセスを簡素化することができる。

一方、フィードパターンＦ１から放射される電磁波は、スロットＳＬ２を介して回路層１０に放射されるが、スロットＳＬ２と重なる位置にはクリアランス領域ＣＬが割り当てられていることから、回路層１０に含まれるフィルタ回路とフィードパターンＦ１が相互干渉することがない。尚、スロットＳＬ２は、フィードパターンＦ１と放射導体２１がスロットＳＬ１を介して十分に電磁界結合するために必要な要素であり、スロットＳＬ１と重なる位置にスロットＳＬ２が存在しない場合、フィードパターンＦ１と放射導体２１の電磁界結合が不十分となる。

このように、本実施形態によるアンテナモジュール１００は、スロットＳＬ１を介した電磁界結合により給電されることから、アンテナ層２０の構成を簡素化することができる。しかも、回路層１０のうちスロットＳＬ１，ＳＬ２と重なる位置にはクリアランス領域ＣＬが割り当てられていることから、回路層１０の利用効率を高めつつ、フィードパターンＦ１とフィルタ回路の相互干渉を防止することが可能となる。

また、本実施形態においては、回路ブロック領域ＣＢが４つに分割され、クリアランス領域ＣＬがアンテナモジュール１００の中心点を通過するよう十字型にレイアウトされていることから、放射導体２１の対称性を高めることも可能となる。

図５は、複数のアンテナモジュール１００をアレイ状にレイアウトしてなるアンテナモジュール１００Ａの構成を説明するための略斜視図である。図５に示す例では、９個のアンテナモジュール１００がｘｙ平面にアレイ状にレイアウトされている。このように、複数のアンテナモジュール１００をアレイ状にレイアウトすれば、いわゆるフェーズドアレイを構成することができる。これによれば、ビームの方向を任意に変化させることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図６は、本発明の第２の実施形態によるアンテナモジュール２００の模式的な透視平面図である。また、図７は、図６に示すＣ−Ｃ線に沿った端面を示す略端面図である。

図６及び図７に示すように、第２の実施形態によるアンテナモジュール２００は、回路層１０にカプラパターンＣ１及びこれに接続された外部端子１３を備えている点において、第１の実施形態によるアンテナモジュール１００と相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナモジュール１００と基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

カプラパターンＣ１は、ｙ方向に延在する帯状の導体パターンであり、スロットＳＬ２を介してフィードパターンＦ１と重なる位置に設けられている。かかる構成により、フィードパターンＦ１とカプラパターンＣ１がスロットＳＬ２を介して電磁界結合することから、フィードパターンＦ１から出力されるアンテナ信号の一部がカプラパターンＣ１に給電される。このため、カプラパターンＣ１に接続された外部端子１３をアンプなどに接続することによって電力をモニタすれば、フィードパターンＦ１から出力されるアンテナ信号の電力を検出することが可能となる。

このように、本実施形態によるアンテナモジュール２００は、フィードパターンＦ１と電磁界結合するカプラパターンＣ１を備えていることから、フィードパターンＦ１から出力されるアンテナ信号の電力を検出することができる。フィードパターンＦ１とカプラパターンＣ１の結合度は、両者間のｚ方向における距離や、カプラパターンＣ１の平面サイズなどによって調整することが可能である。

＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態によるアンテナモジュール３００の模式的な透視斜視図である。また、図９はアンテナモジュール３００の模式的な透視平面図であり、図１０は図９に示すＤ−Ｄ線に沿った端面を示す略端面図である。

図８〜図１０に示すように、第３の実施形態によるアンテナモジュール３００は、グランドパターンＧ１，Ｇ２にそれぞれ別のスロットＳＬ３，ＳＬ４が設けられているとともに、スロットＳＬ３，ＳＬ４と重なる位置にカプラパターンＣ２が設けられている点において、第１の実施形態によるアンテナモジュール１００と相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナモジュール１００と基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

スロットＳＬ３，ＳＬ４はｘ方向を長手方向とする形状を有している。スロットＳＬ３とスロットＳＬ４はｚ方向から見て互いに重なっており、放射導体２１のｙ方向に延在する辺Ｅ２を横断するよう配置されている。辺Ｅ２は、辺Ｅ１と対向する辺である。

カプラパターンＣ２は、回路層１０に設けられたｙ方向に延在する帯状の導体パターンであり、スロットＳＬ３，ＳＬ４を介して放射導体２１と重なる位置に設けられている。かかる構成により、放射導体２１とカプラパターンＣ２がスロットＳＬ３，ＳＬ４を介して電磁界結合することから、放射導体２１の放射エネルギーの一部がカプラパターンＣ２に給電される。したがって、カプラパターンＣ２に接続された外部端子１３をアンプなどに接続することによって電力をモニタすれば、放射導体２１から出力されるアンテナ信号の電力を検出することが可能となる。

このように、本実施形態によるアンテナモジュール３００は、放射導体２１と電磁界結合するカプラパターンＣ２を備えていることから、放射導体２１から出力されるアンテナ信号の電力を検出することができる。本実施形態において、カプラパターンＣ２をグランドパターンＧ１とグランドパターンＧ２の間、つまりフィード層３０に配置しても構わないが、この場合、放射導体２１とカプラパターンＣ２の結合が強くなりすぎ、アンテナ効率が低下する可能性がある。このため、カプラパターンＣ２は、フィード層３０に配置するよりも回路層１０に配置する方が好ましい。放射導体２１とカプラパターンＣ２の結合度は、両者間のｚ方向における距離、カプラパターンＣ２の平面サイズ、スロットＳＬ３，ＳＬ４のサイズなどによって調整することが可能である。

さらに、カプラパターンＣ２を設ける代わりに、或いは、カプラパターンＣ２に加えて、スロットＳＬ３，ＳＬ４と重なるフィード層３０に別のフィードパターンを設けても構わない。この場合、スロットＳＬ１，ＳＬ２と重なるフィードパターンＦ１と、スロットＳＬ３，ＳＬ４と重なる別のフィードパターンに相補の差動アンテナ信号を供給すれば、バルントランスなどを用いて差動アンテナ信号をシングルエンドのアンテナ信号に変換する必要がなくなる。

＜第４の実施形態＞
図１１は、本発明の第４の実施形態によるアンテナモジュール４００の模式的な透視斜視図である。また、図１２は、アンテナモジュール４００の模式的な透視平面図である。

図１１及び図１２に示すように、第４の実施形態によるアンテナモジュール４００は、グランドパターンＧ１，Ｇ２にそれぞれ別のスロットＳＬ３，ＳＬ４が設けられているとともに、スロットＳＬ３，ＳＬ４と重なる位置に別のフィードパターンＦ２が設けられている点において、第１の実施形態によるアンテナモジュール１００と相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナモジュール１００と基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

スロットＳＬ３，ＳＬ４はｙ方向を長手方向とする形状を有している。スロットＳＬ３とスロットＳＬ４はｚ方向から見て互いに重なっており、放射導体２１のｘ方向に延在する辺Ｅ３を横断するよう配置されている。辺Ｅ３は、辺Ｅ１と隣接する辺である。

フィードパターンＦ２は、フィード層３０に設けられたｘ方向に延在する帯状の導体パターンであり、本実施形態においては、フィードパターンＦ２の全体が放射導体２１と重なりを有している。フィードパターンＦ２の一端は、グランドパターンＧ２に設けられた開口部Ｇ２ｂを介して、回路層１０のバンドパスフィルタＢＰＦに接続されている。

フィードパターンＦ２の先端部近傍は、ｚ方向から見て、グランドパターンＧ１に設けられたスロットＳＬ３及びグランドパターンＧ２に設けられたスロットＳＬ４と重なりを有している。

このように、本実施形態によるアンテナモジュール４００は、放射導体２１と電磁界結合する２つのフィードパターンＦ１，Ｆ２を備えており、且つ、これら２つのフィードパターンＦ１，Ｆ２が放射導体２１の互いに直交する辺Ｅ１，Ｅ３に沿って設けられていることから、２偏波アンテナとして機能する。例えば、フィードパターンＦ１を用いて放射導体２１に水平偏波信号を給電し、フィードパターンＦ２を用いて放射導体２１に垂直偏波信号を給電することができる。しかも、フィードパターンＦ１とフィードパターンＦ２は、給電位置が互いに９０°異なるのみであり、その他の構成は互いに一致していることから、水平偏波信号と垂直偏波信号のバランスを容易に保つことができる。

＜第５の実施形態＞
図１３は、本発明の第５の実施形態によるアンテナモジュール５００の模式的な透視斜視図である。また、図１４は、アンテナモジュール５００の模式的な透視平面図である。

図１３及び図１４に示すように、第５の実施形態によるアンテナモジュール５００は、グランドパターンＧ１にスロットＳＬ５，ＳＬ７が設けられ、グランドパターンＧ２にスロットＳＬ６，ＳＬ８が設けられている点において、第４の実施形態によるアンテナモジュール４００と相違している。その他の構成は、第４の実施形態によるアンテナモジュール４００と基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

スロットＳＬ５，ＳＬ６はｘ方向を長手方向とする形状を有している。スロットＳＬ５とスロットＳＬ６はｚ方向から見て互いに重なっており、放射導体２１のｙ方向に延在する辺Ｅ２を横断するよう配置されている。一方、スロットＳＬ７，ＳＬ８はｙ方向を長手方向とする形状を有している。スロットＳＬ７とスロットＳＬ８はｚ方向から見て互いに重なっており、放射導体２１のｘ方向に延在する辺Ｅ４を横断するよう配置されている。辺Ｅ４は、辺Ｅ３と対向し、且つ、辺１及び辺Ｅ２と隣接している。

スロットＳＬ５〜ＳＬ８はダミースロットであり、放射導体２１の対称性を高めるために設けられている。つまり、ダミーのスロットＳＬ５，ＳＬ６は、スロットＳＬ１，ＳＬ２と対称となる位置に設けられることにより、放射導体２１のｘ方向における対称性を高める役割を果たす。同様に、ダミーのスロットＳＬ７，ＳＬ８は、スロットＳＬ３，ＳＬ４と対称となる位置に設けられることにより、放射導体２１のｙ方向における対称性を高める役割を果たす。

このように、本実施形態によるアンテナモジュール５００は、放射導体２１の対称性を高めるためのダミースロットが設けられていることから、より高いアンテナ特性を得ることが可能となる。

また、回路層１０又はフィード層３０のスロットＳＬ５，ＳＬ６と重なる位置にカプラパターンを設けるとともに、回路層１０又はフィード層３０のスロットＳＬ７，ＳＬ８と重なる位置に別のカプラパターンを設けることによって、水平偏波信号及び垂直偏波信号の電力をそれぞれ検出することも可能である。さらに、フィード層３０のスロットＳＬ５，ＳＬ６と重なる位置に別のフィードパターンを設けるとともに、フィード層３０のスロットＳＬ７，ＳＬ８と重なる位置にさらに別のフィードパターンを設けることによって、水平偏波信号及び垂直偏波信号をいずれも差動形式とすることも可能である。

＜第６の実施形態＞
図１５は、本発明の第６の実施形態によるアンテナモジュール６００の模式的な透視斜視図である。また、図１６は、アンテナモジュール６００の模式的な透視平面図である。

図１５及び図１６に示すように、第６の実施形態によるアンテナモジュール６００は、アンテナ層２０に別の放射導体２２が追加されている点において、第５の実施形態によるアンテナモジュール５００と相違している。その他の構成は、第５の実施形態によるアンテナモジュール５００と基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

放射導体２２は、放射導体２１と重なるよう、放射導体２１の下部に設けられた矩形状の導体パターンである。放射導体２２は、他の導体パターンに接続されておらず、直流的にはフローティング状態である。このように、アンテナ層２０に複数の放射導体２１，２２を形成すれば、アンテナ帯域をより拡大することが可能となる。図１５及び図１６に示す例では、放射導体２１よりも放射導体２２のサイズが僅かに大きいが、放射導体２１，２２のサイズ、両者間の距離などは、要求されるアンテナ特性に応じて適宜調整すれば良い。

＜第７の実施形態＞
図１７は、本発明の第７の実施形態によるアンテナモジュール７００の模式的な透視斜視図である。また、図１８は、アンテナモジュール７００の模式的な透視平面図である。

図１７及び図１８に示すように、第７の実施形態によるアンテナモジュール７００は、回路層１０を構成する回路ブロック領域ＣＢ及びクリアランス領域ＣＬのレイアウトが第１〜第６の実施形態によるアンテナモジュール１００〜６００とは相違している。具体的には、回路層１０のｙ方向における中心をｘ方向に延在するクリアランス領域ＣＬｘと、回路層１０のｘ方向における中心からオフセットした領域をｙ方向に延在するクリアランス領域ＣＬｙと有し、平面視でクリアランス領域ＣＬｘ，ＣＬｙがＴ字型を有している。

そして、クリアランス領域ＣＬｘと重なる位置にスロットＳＬ１，ＳＬ２が設けられ、クリアランス領域ＣＬｙと重なる位置にスロットＳＬ３，ＳＬ４が設けられる。さらに、フィード層３０にはスロットＳＬ１，ＳＬ２と交差するようにフィードパターンＦ１が設けられ、スロットＳＬ３，ＳＬ４と交差するようにフィードパターンＦ２が設けられる。スロットＳＬ１，ＳＬ２は、第１の実施形態と同様、放射導体２１の辺Ｅ１と重なるようｘ方向に延在する一方、スロットＳＬ３，ＳＬ４は、全体が放射導体２１と重なるようｙ方向に延在する。

これにより、本実施形態によるアンテナモジュール７００は、第４のアンテナモジュール４００と同様、２偏波アンテナとして機能する。例えば、フィードパターンＦ１を用いて放射導体２１に水平偏波信号を給電し、フィードパターンＦ２を用いて放射導体２１に垂直偏波信号を給電することができる。本実施形態によるアンテナモジュール７００は、第４のアンテナモジュール４００に比べて高いアイソレーション特性を得ることも可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲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。

１０回路層
１１，３１ピラー導体
１２，１３外部端子
２０アンテナ層
２１，２２放射導体
３０フィード層
１００，１００Ａ，２００，３００，４００，５００，６００，７００アンテナモジュール
ＢＰＦバンドパスフィルタ
Ｃ１，Ｃ２カプラパターン
ＣＢ回路ブロック領域
ＣＬ，ＣＬｘ，ＣＬｙクリアランス領域
Ｄ誘電体層
Ｅ１〜Ｅ４辺
Ｆ１，Ｆ２フィードパターン
Ｇ１〜Ｇ３グランドパターン
Ｇ２ａ，Ｇ２ｂ開口部
ＳＬ１〜ＳＬ８スロット

Claims

フィルタ回路を有する回路層と、
前記回路層に積層され、放射導体を有するアンテナ層と、
前記回路層と前記アンテナ層の間に位置し、前記フィルタ回路に接続されるとともに前記放射導体と電磁界結合する第１のフィードパターンを有するフィード層と、
前記アンテナ層と前記フィード層との間に設けられた第１のグランドパターンと、
前記回路層と前記フィード層との間に設けられた第２のグランドパターンと、を備え、
前記第１及び第２のグランドパターンは、積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第１及び第２のスロットをそれぞれ有し、
前記第１のフィードパターンは、少なくとも一部が前記放射導体、前記第１のスロット及び前記第２のスロットと重なることを特徴とするアンテナモジュール。
前記回路層は、前記フィルタ回路を構成する素子が配置された複数の回路ブロック領域と、前記積層方向から見て前記複数の回路ブロック領域間に位置するクリアランス領域とを含み、
前記第１及び第２のスロットは、前記積層方向から見て前記クリアランス領域と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
前記第１のフィードパターンと電磁界結合する第１のカプラパターンをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
前記第１及び第２のグランドパターンは、前記積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第３及び第４のスロットをそれぞれ有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
前記フィード層は、前記フィルタ回路に接続されるとともに前記放射導体と電磁界結合する第２のフィードパターンをさらに有し、
前記第２のフィードパターンは、少なくとも一部が前記放射導体、第３のスロット及び第４のスロットと重なることを特徴とする請求項４に記載のアンテナモジュール。
前記第１及び第２のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の第１の辺と重なり、
前記第３及び第４のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の前記第１の辺と対向する第２の辺と重なることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナモジュール。
前記第１及び第２のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の第１の辺と重なり、
前記第３及び第４のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の前記第１の辺と隣接する第３の辺と重なることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナモジュール。
前記第１及び第２のグランドパターンは、前記積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第５及び第６のスロットと、前記積層方向から見て少なくとも一部が互いに重なる第７及び第８のスロットとをそれぞれ有し、
前記第５及び第６のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の前記第１の辺と対向する第２の辺と重なり、
前記第７及び第８のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の前記第３の辺と対向する第４の辺と重なることを特徴とする請求項７に記載のアンテナモジュール。
前記第１及び第２のスロットは前記積層方向から見て前記放射導体の第１の辺と重なり、
前記第３及び第４のスロットは前記積層方向から見て全体が前記放射導体と重なり、且つ、前記第１及び第２のスロットの延在方向に対して直交する方向に延在することを特徴とする請求項５に記載のアンテナモジュール。
少なくとも前記第３のスロットを介して前記放射導体と電磁界結合する第２のカプラパターンをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のアンテナモジュール。
前記フィルタ回路がバンドパスフィルタを含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
前記アンテナ層は、積層方向から見て前記放射導体と重なる別の放射導体をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
前記放射導体がアレイ状に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。