JP2020088493A - アンテナモジュール - Google Patents

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、プリント基板に対する接合強度を高める。【解決手段】アンテナモジュール１は、回路層１０、配線層２０、アンテナ層３０及びグランドパターンＧ１〜Ｇ３を備える。グランドパターンＧ１が切り欠かれたクリアランス領域ＣＬ１には信号端子ＳＰが設けられる。クリアランス領域ＣＬ１は、積層方向から見てバンドパスフィルタ１２と重ならない位置に設けられる。信号端子ＳＰは、ピラー導体１４及び接続配線Ｓ１を介してバンドパスフィルタ１２に接続される。放射導体３２はフィードパターンＦを介して給電される。このように、クリアランス領域ＣＬがバンドパスフィルタ１２と重ならない位置に設けられていることから、信号端子ＳＰのサイズを大型化することが可能となる。これにより、大型の半田ボールを使用できることから、プリント基板に対する接合強度を高められる。【選択図】図３

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。また、回路層の底面にグランドパターンを設けるとともに、グランドパターンが切り欠かれたクリアランス領域内に信号端子を設けた構造を有している。

しかしながら、このようなアンテナモジュールをプリント基板に搭載した場合、アンテナモジュールとプリント基板の熱膨張係数の違いにより、アンテナモジュールとプリント基板を接続する半田ボールに強い応力が生じることがある。このような熱膨張係数の違いに起因する応力は、アンテナモジュールがアレイ化されることにより平面サイズが大きくなると特に顕著となる。この問題を解決するためには、半田ボールに応力が加わった場合であっても信号端子がプリント基板から剥離しないよう、半田ボールのサイズをある程度大型化する必要がある。

半田ボールのサイズを大型化するためには、グランドパターンに形成するクリアランス領域のサイズも大きくする必要がある。例えば、図１４に示すように、グランドパターンＧ１，Ｇ２間に回路層１０を設け、回路層１０に含まれるフィルタ回路１２の直下に信号端子ＳＰを配置する場合、信号端子ＳＰのサイズがある程度小さい場合にはクリアランス領域ＣＬのサイズも小さくても構わない。しかしながら、このままのデザインで半田ボールＢだけを大型化すると、半田ボールＢ'とグランドパターンＧ１が干渉してしまうことから、このような干渉を避けるためには、図１５に示すように信号端子ＳＰのサイズも大型化する必要が生じる。しかしながら、この場合、フィルタ回路１２の直下に大きなクリアランス領域ＣＬが形成されることから、フィルタ回路１２からの電磁界の漏洩が顕著となり、プリント基板に搭載されている後段回路の特性に大きな影響を与えてしまう。

一方、図１６に示すように、フィルタ回路とグランドパターンＧ１の間に別のグランドパターンＧ０を設け、グランドパターンＧ０に形成するクリアランス領域ＣＬ０のサイズを小さく設計すれば、フィルタ回路１２からの電磁界の漏洩を抑えることができる。しかしながら、この場合には、グランドパターンＧ０と信号端子ＳＰに重なりが生じることから、この部分に大きな寄生容量Ｃが生じ、十分なインピーダンス整合が確保できないという問題があった。

特開２００４−０４０５９７号公報

このように、従来のアンテナモジュールにおいては、回路特性に大きな影響を与えることなく、プリント基板に対する接合強度を高めることは困難であった。

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、回路特性に大きな影響を与えることなく、プリント基板に対する接合強度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た接続配線を有する配線層と、配線層の反対側に位置する回路層の表面に設けられた第１のグランドパターンと、回路層と配線層の間に設けられた第２のグランドパターンと、配線層とアンテナ層の間に設けられた第３のグランドパターンと、回路層の表面に設けられ、第１のグランドパターンが切り欠かれたクリアランス領域内に位置する信号端子とを備え、クリアランス領域は、積層方向から見てフィルタ回路と重ならない位置に設けられ、信号端子は、回路層を貫通して設けられたピラー導体及び接続配線を介してフィルタ回路に接続され、放射導体は、フィルタ回路に接続されたフィードパターンを介して給電されることを特徴とする。

本発明によれば、第１のグランドパターンに設けられたクリアランス領域がフィルタ回路と重ならない位置に設けられていることから、フィルタ回路の大部分、好ましくは全部を第１のグランドパターンで覆うことができる。これにより、フィルタ回路からの電磁界の漏洩を抑えることができる。しかも、配線層を回路層とアンテナ層の間に配置していることから、信号端子と第２のグランドパターンとの間に生じる寄生容量も小さく抑えられる。このため、本発明によれば、回路特性に大きな影響を与えることなく、信号端子のサイズを大型化することが可能となる。これにより、大型の半田ボールを使用できることから、プリント基板に対する接合強度を高めることが可能となる。

本発明において、クリアランス領域の径は、放射導体から放射されるアンテナ信号の回路層における波長の１／１０以上であっても構わない。フィルタ回路の直下にクリアランス領域を配置した場合、クリアランス領域の径が波長の１／１０以上であると、フィルタ回路の大部分が第１のグランドパターンに覆われることなく剥き出しの状態となってしまい、フィルタ回路からの電磁界の漏洩は極めて大きくなる。しかしながら、本発明では、クリアランス領域がフィルタ回路と重ならない位置に設けられていることから、クリアランス領域の径を波長の１／１０以上となるよう設計しても、フィルタ回路からの電磁界の漏洩はほとんど生じない。

本発明において、配線層を構成する誘電体の誘電率は、回路層を構成する誘電体の誘電率よりも低くても構わない。これによれば、接続配線に生じる寄生容量を低減することが可能となる。この場合、配線層を構成する誘電体の誘電率は、アンテナ層を構成する誘電体の誘電率と同じであっても構わない。これによれば、配線層とアンテナ層を同じ誘電体材料によって構成することが可能となる。

本発明において、フィードパターンは、第３のグランドパターンに設けられたスロットを介して放射導体と電磁界結合するものであっても構わない。これによれば、アンテナ層に給電ラインなどを設ける必要がなくなることから、アンテナ層の構成をシンプルにすることができる。この場合、フィードパターンは、配線層に形成されていても構わない。これによれば、フィードパターンと接続配線を同一のレイヤーに形成できることから、アンテナモジュールを低背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、配線層とアンテナ層の間に設けられ、フィードパターンを有するフィード層と、配線層とフィード層の間に設けられた第４のグランドパターンとをさらに備え、第３のグランドパターンは、フィード層とアンテナ層の間に設けられていても構わない。これによれば、フィードパターンと接続配線を平面視で重なる位置に配置することが可能となる。また、フィードパターンと接続配線の間に第４のグランドパターンが介在することから、両者が交差するデザインとすることも可能となる。

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、回路特性に大きな影響を与えることなく、プリント基板に対する接合強度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１の外観を示す略斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態によるアンテナモジュール１の模式的な透視平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態によるアンテナモジュール１の略断面図である。 図４は、複数のアンテナモジュール１をアレイ状にレイアウトしてなるアンテナモジュール１Ａの構成を説明するための略斜視図である。 図５は、本発明の第２の実施形態によるアンテナモジュール２の外観を示す略斜視図である。 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２の略断面図である。 図７は、二偏波タイプのアンテナモジュール２の裏面の構造を示す略平面図である。 図８は、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる回路層１０を上面側から見た略透視平面図である。 図９は、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる回路層１０の略透視斜視図である。 図１０は、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる配線層２０を上面側から見た略透視平面図である。 図１１は、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる配線層２０の略透視斜視図である。 図１２は、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれるフィード層４０及びアンテナ層３０を上面側から見た略透視平面図である。 図１３は、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれるフィード層４０及びアンテナ層３０の略透視斜視図である。 図１４は、第１の従来例を説明するための模式図である。 図１５は、第２の従来例を説明するための模式図である。 図１６は、第３の従来例を説明するための模式図である。

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〜図３は、それぞれ本発明の第１の実施形態によるアンテナモジュール１の外観を示す略斜視図、模式的な透視平面図及び略断面図である。

第１の実施形態によるアンテナモジュール１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３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３０と、回路層１０とアンテナ層３０の間に位置する配線層２０とを備えている。回路層１０、配線層２０及びアンテナ層３０は、それぞれ誘電体層１１，２１，３１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１１，２１，３１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。

本実施形態においては、回路層１０、配線層２０及びアンテナ層３０の一部又は全部を互いに異なる材質で構成することが可能である。例えば、回路層１０をＬＴＣＣによって構成し、配線層２０及びアンテナ層３０を樹脂によって構成することができる。特に、回路層１０を構成する誘電体層１１よりも、配線層２０及びアンテナ層３０を構成する誘電体層２１，３１の方が誘電率の低い材料を用いれば、高いアンテナ特性が得られるとともに、配線層２０にて生じる寄生容量を低減することが可能となる。また、配線層２０を構成する誘電体層２１とアンテナ層３０を構成する誘電体層３１を同じ誘電体材料によって構成すれば、製造プロセスを簡素化することが可能となる。

回路層１０は、バンドパスフィルタ１２などのフィルタ回路が形成された層である。回路層１０の下面はグランドパターンＧ１で覆われ、回路層１０の上面はグランドパターンＧ２で覆われている。グランドパターンＧ１とグランドパターンＧ２は、積層方向（ｚ方向）に延在する多数のピラー導体１３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。グランドパターンＧ１は、信号端子ＳＰの形成位置であるクリアランス領域ＣＬ１を除く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。特に、バンドパスフィルタ１２の直下においてはグランドパターンＧ１にクリアランス領域が設けられておらず、これによりバンドパスフィルタ１２の下面は、グランドパターンＧ１によって完全に覆われている。また、グランドパターンＧ２は、クリアランス領域ＣＬ２〜ＣＬ４を除く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。クリアランス領域ＣＬ２〜ＣＬ４には、それぞれ信号パターンＳ２〜Ｓ４が形成されている。

配線層２０は、下面がグランドパターンＧ２で覆われ、上面がグランドパターン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、積層方向に延在する多数のピラー導体２２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、配線層２０は、誘電体層２１に埋め込まれた接続配線Ｓ１を有している。接続配線Ｓ１の一端は、ピラー導体２３を介して信号パターンＳ２に接続され、接続配線Ｓ１の他端は、ピラー導体２４を介して信号パターンＳ３に接続されている。

さらに、配線層２０は、誘電体層２１に埋め込まれたフィードパターンＦを有している。フィードパターンＦ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、ｚ方向から見てフィードパターンＦの一部が放射導体３２と重なりを有している。フィードパターンＦの一端は、ピラー導体２５を介して信号パターンＳ４に接続されている。フィードパターンＦの他端は開放されている。フィードパターンＦと接続配線Ｓ１は同じレイヤーに位置していても構わないし、別のレイヤーに位置していても構わないが、これらを同じレイヤーに形成することにより、配線層２０の厚みを薄くすることができる。

図３に示すように、信号パターンＳ３は、回路層１０の内部に設けられたピラー導体１５を介してバンドパスフィルタ１２の一端に接続される。また、信号パターンＳ４は、回路層１０の内部に設けられたピラー導体１６を介してバンドパスフィルタ１２の他端に接続される。これにより、信号端子ＳＰは、ピラー導体１４、信号パターンＳ２、ピラー導体２３、接続配線Ｓ１、ピラー導体２４、信号パターンＳ３、ピラー導体１５を経由して、バンドパスフィルタ１２の一端に接続される。そして、バンドパスフィルタ１２の他端は、ピラー導体１６、信号パターンＳ４、ピラー導体２５を介して、フィードパターンＦに接続される。また、バンドパスフィルタ１２には、ピラー導体１７，１８を介してグランド電位が与えられる。

アンテナ層３０は、放射導体３２を有する。放射導体３２は積層方向から見てアンテナモジュール１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３２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３０の上面は開放されている一方、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Ｇ３は、スロットＳＬを除く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。スロットＳＬは、フィードパターンＦと交差するようｘ方向に延在している。

フィードパターンＦは、スロットＳＬを介して放射導体３２と電磁界結合する。これにより、バンドパスフィルタ１２からフィードパターンＦに供給されたアンテナ信号は、スロットＳＬを介して放射導体３２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３２に直接給電するのではなく、スロットＳＬ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３０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。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナモジュール１は、バンドパスフィルタ１２と信号端子ＳＰが平面視で異なる位置に配置されていることから、バンドパスフィルタ１２の下面の全面をグランドパターンＧ１で覆うことができる。これにより、バンドパスフィルタ１２からの電磁界の漏洩を効果的に抑制することができる。そして、本実施形態においては信号端子ＳＰのサイズを変えてもバンドパスフィルタ１２の特性が変化したり、電磁界の漏洩量が大きく変化したりしないことから、回路特性に大きな影響を与えることなく、信号端子ＳＰのサイズを大型化することが可能となる。これにより、大型の半田ボールＢを使用できることから、プリント基板に対する接合強度を高めることが可能となる。

ここで、バンドパスフィルタ１２の直下にクリアランス領域ＣＬを配置した場合、クリアランス領域ＣＬの径が回路層１０におけるアンテナ信号の波長の１／１０以上であると、バンドパスフィルタ１２の大部分がグランドパターンＧ１に覆われることなく剥き出しの状態となってしまい、バンドパスフィルタ１２からの電磁界の漏洩は極めて大きくなる。しかしながら、本実施形態によるアンテナモジュール１では、クリアランス領域ＣＬ１がバンドパスフィルタ１２と重ならない位置に設けられていることから、クリアランス領域ＣＬ１の径を波長の１／１０以上に設計しても、バンドパスフィルタ１２からの電磁界の漏洩はほとんど生じない。

また、本実施形態においては、接続配線Ｓ１が設けられた配線層２０を回路層１０とアンテナ層３０の間に配置していることから、信号端子ＳＰとグランドパターンＧ２との間に生じる寄生容量Ｃも小さく抑えられる。これにより、インピーダンス整合についても容易となる。

図４は、複数のアンテナモジュール１をアレイ状にレイアウトしてなるアンテナモジュール１Ａの構成を説明するための略斜視図である。図４に示す例では、１６個のアンテナモジュール１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１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、ビームの方向を任意に変化させることが可能となる。また、複数のアンテナモジュール１がアレイ状にレイアウトされたアンテナモジュール１Ａは、プリント基板上における実装面積が大きいため、アンテナモジュール１Ａとプリント基板の熱膨張係数の違いにより、半田ボールＢには強い応力が生じる。しかしながら、本実施形態においては大型の半田ボールＢを使用できることから、応力に起因する信号端子ＳＰの剥離などを防止することが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図５及び図６は、それぞれ本発明の第２の実施形態によるアンテナモジュール２の外観を示す略斜視図及び略断面図である。

図５及び図６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２は、配線層２０とアンテナ層３０の間にフィード層４０が追加されており、配線層２０とフィード層４０の間にグランドパターンＧ４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１と相違している。本実施形態においては、グランドパターンＧ３がフィード層４０とアンテナ層３０の間に設けられている。その他の基本的な構成は第１の実施形態によるアンテナモジュール１と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。

フィード層４０は、下面がグランドパターンＧ４で覆われ、上面がグランドパターンＧ３で覆われている。グランドパターンＧ４とグランドパターンＧ３は、積層方向に延在する多数のピラー導体４２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。本実施形態においては、フィードパターンＦが配線層２０ではなくフィード層４０に設けられている。フィードパターンＦは、フィード層４０を構成する誘電体層４１に埋め込まれており、その一端は、ピラー導体４３を介してクリアランス領域ＣＬ５に設けられた信号パターンＳ５に接続されている。信号パターンＳ５は、配線層２０を貫通して設けられたピラー導体２６を介して、信号パターンＳ４に接続される。これにより、バンドパスフィルタ１２から出力されるアンテナ信号は、ピラー導体１６、信号パターンＳ４、ピラー導体２６、信号パターンＳ５、ピラー導体４３を介して、フィードパターンＦに供給される。

さらに、本実施形態においては、アンテナ層３０に別の放射導体３３が設けられている。放射導体３３は、ｚ方向から見て放射導体３２と重なるよう、放射導体３２の上部に設けられた矩形状の導体パターンである。放射導体３３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３０に複数の放射導体３２，３３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。放射導体３２，３３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。

本実施形態によるアンテナモジュール２のように、配線層２０とは別にフィード層４０を設ければ、接続配線Ｓ１とフィードパターンＦが平面視で交差するようなレイアウトも可能となることから、レイアウトの自由度が高まる。しかも、接続配線Ｓ１とフィードパターンＦの間にはグランドパターンＧ４が介在することから、接続配線Ｓ１とフィードパターンＦを交差させても両者が結合することもない。このように、本実施形態によるアンテナモジュール２は、レイアウトの自由度が高いことから、例えば放射導体３２に二箇所から給電することにより、二偏波のアンテナモジュールを容易に構成することが可能となる。

以下、本実施形態によるアンテナモジュール２を二偏波タイプとした場合の具体的な構成について説明する。

図７は、二偏波タイプのアンテナモジュール２の裏面の構造を示す略平面図である。

図７に示すように、アンテナモジュール２を二偏波タイプとする場合、グランドパターンＧ１には２つのクリアランス領域ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂが設けられる。クリアランス領域ＣＬ１ａには第１の信号端子ＳＰ１ａが配置され、クリアランス領域ＣＬ１ｂには第２の信号端子ＳＰ１ｂが配置される。第１の信号端子ＳＰ１ａは例えば垂直偏波信号を送受信するための端子であり、第２の信号端子ＳＰ１ｂは例えば水平偏波信号を送受信するための端子である。

裏面のその他の領域は、全面がグランドパターンＧ１で覆われている。実使用時においては、グランドパターンＧ１の一部がソルダーレジストによって覆われ、ソルダーレジストからの露出部分がグランド端子ＧＰとして用いられる。図７に示す例では、マトリクス状に４×４の端子が配列され、このうちの一つが信号端子ＳＰ１ａ、別の一つが信号端子ＳＰ１ｂ、残りの１４個がグランド端子ＧＰとして用いられる。

図８及び図９は、それぞれ二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる回路層１０を上面側から見た略透視平面図及び略透視斜視図である。

図８及び図９に示すように、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる回路層１０は、２つのバンドパスフィルタ１２ａ，１２ｂを有している。バンドパスフィルタ１２ａ，１２ｂは、いずれもπ型形状を有する共振パターンＰ１及び直線形状を有する共振パターンＰ２を有する。共振パターンＰ１，Ｐ２の所定の平面位置には、複数のピラー導体１７，１８を介してグランド電位が供給される。また、共振パターンＰ１，Ｐ２の周囲にも複数のピラー導体１３が配置され、これによってグランド電位が安定化されている。また、クリアランス領域ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂの周囲にも複数のピラー導体１３が配置され、これによってグランド電位が安定化されている。クリアランス領域ＣＬ１ａに設けられた信号端子ＳＰ１ａはピラー導体１４ａに接続され、クリアランス領域ＣＬ１ｂに設けられた信号端子ＳＰ１ｂはピラー導体１４ｂに接続される。ピラー導体１４ａ，１４ｂは、それぞれクリアランス領域ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂに配置された信号パターンＳ２ａ，Ｓ２ｂに接続される。さらに、グランドパターンＧ２には、クリアランス領域ＣＬ３ａ，ＣＬ３ｂ，ＣＬ４ａ，ＣＬ４ｂが設けられている。クリアランス領域ＣＬ３ａ，ＣＬ４ａは、バンドパスフィルタ１２ａを構成する共振パターンＰ２の上部に位置し、クリアランス領域ＣＬ３ｂ，ＣＬ４ｂは、バンドパスフィルタ１２ｂを構成する共振パターンＰ２の上部に位置する。

図１０及び図１１は、それぞれ二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる配線層２０を上面側から見た略透視平面図及び略透視斜視図である。

図１０及び図１１に示すように、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれる配線層２０は、２つの接続配線Ｓ１ａ，Ｓ１ｂを有している。接続配線Ｓ１ａの一端はピラー導体２３ａを介して信号パターンＳ２ａに接続され、接続配線Ｓ１ａの他端はピラー導体２４ａを介して信号パターンＳ３ａに接続される。同様に、接続配線Ｓ１ｂの一端はピラー導体２３ｂを介して信号パターンＳ２ｂに接続され、接続配線Ｓ１ｂの他端はピラー導体２４ｂを介して信号パターンＳ３ｂに接続される。

ピラー導体２４ａは、バンドパスフィルタ１２ａに含まれる共振パターンＰ２の一端に接続され、ピラー導体２４ｂは、バンドパスフィルタ１２ｂに含まれる共振パターンＰ２の一端に接続される。バンドパスフィルタ１２ａに含まれる共振パターンＰ２の他端は、ピラー導体２６ａを介して信号パターンＳ５ａに接続される。信号パターンＳ５ａは、グランドパターンＧ４に設けられたクリアランス領域ＣＬ５ａに配置されている。同様に、バンドパスフィルタ１２ｂに含まれる共振パターンＰ２の他端は、ピラー導体２６ｂを介して信号パターンＳ５ｂに接続される。信号パターンＳ５ｂは、グランドパターンＧ４に設けられたクリアランス領域ＣＬ５ｂに配置されている。

また、クリアランス領域ＣＬ２ａ〜ＣＬ５ａ，ＣＬ２ｂ〜ＣＬ５ｂの周囲には、複数のピラー導体２２が配置され、これによってグランド電位が安定化されている。さらに、複数のピラー導体２２が対角方向に配列されており、これによって水平偏波信号と垂直偏波信号のアイソレーションが高められている。

図１２及び図１３は、それぞれ二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれるフィード層４０及びアンテナ層３０を上面側から見た略透視平面図及び略透視斜視図である。

図１２及び図１３に示すように、二偏波タイプのアンテナモジュール２に含まれるフィード層４０は、２つのフィードパターンＦａ，Ｆｂを有している。このうち、フィードパターンＦａの一端は、ピラー導体４３ａを介してバンドパスフィルタ１２ａに接続され、フィードパターンＦｂの一端は、ピラー導体４３ｂを介してバンドパスフィルタ１２ｂに接続される。また、フィードパターンＦａはｘ方向に延在し、フィードパターンＦｂはｙ方向に延在している。さらに、グランドパターンＧ３には、２つのスロットＳＬａ，ＳＬｂが設けられている。このうち、スロットＳＬａは、平面視でフィードパターンＦａと交差するようｙ方向に延在し、スロットＳＬｂは、平面視でフィードパターンＦｂと交差するようｘ方向に延在する。

これにより、放射導体３２のｘ方向に延在する辺（図１２における下辺）の中心位置には、スロットＳＬａを介してフィードパターンＦａから垂直偏波信号が給電され、放射導体３２のｙ方向に延在する辺（図１２における右辺）の中心位置には、スロットＳＬｂを介してフィードパターンＦｂから水平偏波信号が給電される。その結果、本実施形態によるアンテナモジュール２を二偏波タイプのアンテナモジュールとして用いることができる。

本実施形態によるアンテナモジュール２を二偏波タイプのアンテナモジュールとして用いる場合、回路層１０、配線層２０及びフィード層４０に形成されるパターンの数が約２倍に増加する。しかしながら、本実施形態によるアンテナモジュール２は、配線層２０とフィード層４０が互いに積層されていることから、平面視で接続配線Ｓ１ａ，Ｓ１ｂとフィードパターンＦａ，Ｆｂが交差するレイアウトを採用することが可能となる。

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。

１，１Ａ，２ アンテナモジュール
１０ 回路層
１１ 誘電体層
１２，１２ａ，１２ｂ フィルタ回路（バンドパスフィルタ）
１３，１４，１４ａ，１４ｂ，１５〜１８ ピラー導体
２０ 配線層
２１ 誘電体層
２２，２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２５，２６，２６ａ，２６ｂ ピラー導体
３０ アンテナ層
３１ 誘電体層
３２，３３ 放射導体
４０ フィード層
４１ 誘電体層
４２，４３，４３ａ，４３ｂ ピラー導体
Ｂ，Ｂ' 半田ボール
ＣＬ，ＣＬ０〜ＣＬ５，ＣＬ１ａ〜ＣＬ５ａ，ＣＬ１ｂ〜ＣＬ５ｂ クリアランス領域
Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ フィードパターン
Ｇ０〜Ｇ４ グランドパターン
ＧＰ グランド端子
Ｐ１，Ｐ２ 共振パターン
Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ 接続配線
Ｓ２〜Ｓ５，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ，Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ 信号パターン
ＳＬ，ＳＬａ，ＳＬｂ スロット
ＳＰ，ＳＰ１ａ，ＳＰ１ｂ 信号端子

Claims (10)

1. 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た接続配線を有する配線層と、
   前記配線層の反対側に位置する前記回路層の表面に設けられた第１のグランドパターンと、
   前記回路層と前記配線層の間に設けられた第２のグランドパターンと、
   前記配線層と前記アンテナ層の間に設けられた第３のグランドパターンと、
   前記回路層の前記表面に設けられ、前記第１のグランドパターンが切り欠かれたクリアランス領域内に位置する信号端子と、を備え、
   前記クリアランス領域は、積層方向から見て前記フィルタ回路と重ならない位置に設けられ、
   前記信号端子は、前記回路層を貫通して設けられたピラー導体及び前記接続配線を介して前記フィルタ回路に接続され、
   前記放射導体は、前記フィルタ回路に接続されたフィードパターンを介して給電されることを特徴とするアンテナモジュール。
2. 前記クリアランス領域の径は、前記放射導体から放射されるアンテナ信号の前記回路層における波長の１／１０以上であ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。
3. 前記配線層を構成する誘電体の誘電率は、前記回路層を構成する誘電体の誘電率よりも低い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。
4. 前記配線層を構成する誘電体の誘電率は、前記アンテナ層を構成する誘電体の誘電率と同じであることを特徴とする請求項３に記載のアンテナモジュール。
5. 前記フィードパターンは、前記第３のグランドパターンに設けられたスロットを介して前記放射導体と電磁界結合することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
6. 前記フィードパターンは、前記配線層に形成されてい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。
7. 前記配線層と前記アンテナ層の間に設けられ、前記フィードパターンを有するフィード層と、
   前記配線層と前記フィード層の間に設けられた第４のグランドパターンと、をさらに備え、
   前記第３のグランドパターンは、前記フィード層と前記アンテナ層の間に設けられてい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。
8. 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７のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
9. 前記アンテナ層は、前記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８のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
10. 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９のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。

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