JP4189274B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話や無線LAN等の無線通信機器、その他の各種通信機器等において使用されるアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージおよびアンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば携帯電話や無線LAN等の無線通信機器、その他の各種通信機器等において使用される従来のアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージ(以下、アンテナ一体型パッケージともいう)およびアンテナ装置の一例を図9に示す。
【0003】
図9において、111はアンテナ導体(放射導体)121が上面に形成された第1の誘電体基板、122は誘電体基板111の下面に形成された接地導体、112は接地導体122を挟んで誘電体基板111の下面に積層された第2の誘電体基板、113は第2の誘電体基板112の下面に形成された凹部である。また、131は凹部113内に搭載された高周波素子、124はアンテナ導体121と高周波素子131とを接続する貫通導体等の配線導体、125は高周波素子131と第2の誘電体基板112の下面に配設された外部端子126とを接続する配線導体、141はアンテナ一体型パッケージ110を実装する配線基板、144は配線基板141の上面に形成され、外部端子126に電気的に接続される電極パッド、151は外部端子126と電極パッド144とを接続する半田等の接続導体である。
【0004】
この従来のアンテナ一体型パッケージは配線基板141に実装されてアンテナ装置となるのであるが、このアンテナ装置は、送信時には、電極パッド144から入力された信号が高周波素子131で処理され、配線導体124を通ってアンテナ導体121から電波として外部に放射され、受信時には、アンテナ導体121で受信され入射した電波が配線導体124を通って高周波素子131で処理され中間周波信号等に変換されて、電極パッド144から処理された信号が出力される。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−286634号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアンテナ一体型パッケージおよびアンテナ装置においては、高周波素子131を介さない状態でアンテナ特性の測定ができず、高周波素子131を搭載していない試験段階および出荷時に検査ができないという問題点があった。
【0007】
そこで、例えば特許文献1に記載の高周波回路特性測定用コネクタを有するものと同様に、アンテナ特性測定用コネクタを設けるという考えがあるが、アンテナの近傍界が及ぶ位置にアンテナ特性測定用コネクタがあると、アンテナ特性測定用コネクタに測定用プローブを差し込んでアンテナ特性の測定をする際に、測定用プローブがアンテナ特性に影響を与えて、アンテナ特性を正しく測定できないという問題点があった。
【0008】
本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、アンテナ特性の正しい測定および高周波回路特性の測定ができるアンテナ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、上面にアンテナ導体が形成された第1の誘電体基板と、該第1の誘電体基板の下面に形成された接地導体と、該接地導体を挟んで前記第1の誘電体基板の下面に積層され、下面に凹部が形成された第2の誘電体基板と、前記凹部内に搭載された高周波素子と、前記凹部の底面に設置されたアンテナ特性測定用コネクタと、前記アンテナ導体と前記アンテナ特性測定用コネクタとを電気的に接続する配線導体とを具備しているアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージと、前記アンテナ特性測定用コネクタに測定用プローブを接続するための開口を有し、前記アンテナ特性測定用コネクタが前記開口に対向するように前記アンテナ一体型高周波素子収納用パッケージが実装された配線基板と、前記アンテナ特性測定用コネクタ内に設けられ、前記測定プローブによって開閉される機械的スイッチとを備えている。
【0010】
本発明のアンテナ装置におけるアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージは、アンテナ特性測定用コネクタを凹部内であって接地導体の下方に設置したことから、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブにアンテナの近傍界が及ばないため、アンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができる。
【0011】
本発明のアンテナ装置は、上記の構成の配線基板を備えていることにより、配線基板上の接地導体などの影響を含めたアンテナ特性の測定が可能となり、より実使用に即したアンテナ特性の測定ができる。
【0012】
また、本発明のアンテナ装置は、上記の構成の機械的スイッチを備えている。これにより、送信時には、測定用プローブから入力された信号を、アンテナ用コネクタおよび配線導体を通ってアンテナ導体から電波として放射し、また、受信時には、アンテナ導体に入射された電波を配線導体、アンテナ用コネクタを通って測定用プローブに信号として入力することができる。
【0013】
また、前記アンテナ一体型高周波素子収納用パッケージが、前記凹部の底面に設置された高周波回路特性測定用コネクタをさらに具備するとともに、前記高周波回路特性測定用コネクタ内に設けられ、前記測定プローブによって開閉される機械的スイッチをさらに備えることが好ましい。
【0014】
これにより、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブにアンテナの近傍界が及ばないため、アンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができるとともに、高周波回路特性を測定することができる。
【0015】
また、前記配線基板が、前記高周波回路特性測定用コネクタに測定用プローブを接続するための他の開口を有し、前記高周波回路特性測定用コネクタが、前記他の開口に対向するようにアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージに実装されていることが好ましい。
【0016】
上記の構成により、配線基板上の接地導体などの影響を含めたアンテナ特性の測定が可能となり、より実使用に即したアンテナ特性の測定ができるとともに、配線基板上の他の回路を含めた高周波回路特性の測定が可能となり、より実使用に即した高周波回路特性の測定ができる。
【0017】
また、本発明のアンテナ装置におけるアンテナ特性測定用コネクタは、高周波回路特性測定用コネクタを兼ねていることが好ましい。
【0018】
このように、アンテナ特性と高周波回路特性の双方が測定可能なコネクタを凹部内であって接地導体の下方に設置した場合には、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブにアンテナの近傍界が及ばないためアンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができるとともに、高周波回路特性を測定することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明のアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージおよびアンテナ装置について以下に説明する。
【0022】
図1は本発明の第1のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。図1において、11はアンテナ導体21が上面に形成された第1の誘電体基板、22は第1の誘電体基板11の下面に形成された接地導体、12は接地導体22を挟んで第1の誘電体基板11の下面に積層された第2の誘電体基板、13は第2の誘電体基板12の下面に形成された凹部である。また、31は凹部13内に搭載された高周波素子、32は凹部13の底面に接地導体22の下方に設置されたアンテナ特性測定用コネクタ(以下、アンテナ用コネクタともいう)、24aはアンテナ導体(放射導体)21とアンテナ用コネクタ32とを接続する貫通導体等の配線導体、24bは高周波素子31とアンテナ用コネクタ32とを接続する配線導体、25は高周波素子31と第2の誘電体基板12の下面に配された外部端子26とを接続する配線導体である。さらに、41はアンテナ一体型パッケージ10を実装する配線基板、42はアンテナ用コネクタ32に測定用プローブ(図示せず)を接続するための開口、44は配線基板41の上面に配設された電極パッド、51は外部端子26と電極パッド44とを接続する半田等の接続導体である。
【0023】
本発明の第1のアンテナ装置は、送信時には、電極パッド44から入力された信号が高周波素子31で処理され送信信号とされて、配線導体24a,24bを通ってアンテナ導体21から電波として外部に放射され、受信時には、アンテナ導体21に入射された電波が配線導体24a,24bを通って高周波素子31で処理されて中間周波信号等に変換されて、電極パッド44から信号が出力される。
【0024】
検査時には、図2のようにアンテナ用コネクタ32に測定用プローブ35が接続される。アンテナ用コネクタ32内には測定用プローブ35によって開閉される機械的スイッチ(図示せず)が設けられている。測定用プローブ35を差し込まない状態では、機械的スイッチが接続状態となり、配線導体24aと配線導体24bとが接続される。測定用プローブ35を差し込んだ状態では、測定用プローブ35の先端部が機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子(図示せず)を、端子と接続しつつ図2の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24aと配線導体24bとの接続が遮断され、同時に測定用プローブ35と機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子とが接続状態となり、測定用プローブ35と配線導体24aとが接続される。これにより、送信時には、測定用プローブ35から入力された信号が、アンテナ用コネクタ32および配線導体24aを通ってアンテナ導体21から電波として放射され、受信時には、アンテナ導体21に入射された電波が配線導体24a、アンテナ用コネクタ32を通って測定用プローブ35に信号が入力される。
【0025】
アンテナ特性において、アンテナ導体21からみて接地導体22の向こう側、すなわち接地導体22の下方側は、アンテナ導体21と第1の誘電体基板11と接地導体22とから構成されるアンテナの近傍界が接地導体22によって阻まれるため、測定用プローブ35などの金属体の有無によるアンテナ特性への影響は少ない。すなわち、図1の実使用時の形態と図2の検査時の形態におけるアンテナ特性に差異は殆どない。従って、本発明の第1のアンテナ装置においては、アンテナ用コネクタ32を凹部13内に接地導体22の下方に設置したことから、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブ35にアンテナの近傍界が及ばないため、アンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができる。
【0026】
また、図1に示した本発明の第1のアンテナ装置においては、接地導体22の下方からずれた部分、例えばアンテナ一体型パッケージ10を実装することによって覆われない配線基板41上の部分はアンテナの近傍界が及ぶため、配線基板41上の接地導体(図示せず)などがアンテナ特性に影響を与えるが、配線基板41を含む状態でアンテナ特性の測定を行えるため、配線基板41上の接地導体などを含めたアンテナ特性の測定が可能となり、より実使用に即したアンテナ特性の測定ができる。
【0027】
図3は、本発明の第2のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。図3において、図1と同じ部位には同じ符号を付しており、その説明は省略する。そして、図3において、33は凹部13の底面に設置された高周波回路特性測定用コネクタ(以下、高周波回路用コネクタともいう)、24bはアンテナ用コネクタと高周波回路用コネクタ33とを接続する配線導体、24cは高周波回路用コネクタ33と高周波素子31とを接続する配線導体、25は高周波素子31と第2の誘電体基板12の下面に配設された外部端子26とを接続する配線導体、43は高周波回路用コネクタ33に測定用プローブ(図示せず)を接続するための他の開口である。
【0028】
図3の本発明の第2のアンテナ装置は、実使用において、送信時には、電極パッド44から入力された信号が高周波素子31で処理され、配線導体24c,24b,24aを通って第1の誘電体基板11のアンテナ導体21から電波として放射され、受信時には、アンテナ導体21に入射された電波が配線導体24a〜24cを通って高周波素子31で処理され、電極パッド44から信号が出力される。
【0029】
アンテナ特性検査時には、アンテナ用コネクタ32に測定用プローブが接続される。アンテナ用コネクタ32内には測定用プローブによって開閉される機械的スイッチ(図示せず)が設けられている。測定用プローブを差し込まない状態では、機械的スイッチが接続状態となり、配線導体24aと配線導体24bとが接続される。測定用プローブを差し込んだ状態では、測定用プローブの先端部が機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子(図示せず)を、端子と接続しつつ図2の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24aと配線導体24bとの接続が遮断され、同時に測定用プローブと機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子とが接続状態となり、測定用プローブと配線導体24aとが接続される。これにより、送信時には、測定用プローブから入力された信号が、アンテナ用コネクタ32および配線導体24aを通ってアンテナ導体21から電波として放射され、受信時には、アンテナ導体21に入射された電波が配線導体24a,アンテナ用コネクタ32を通って測定用プローブに信号が入力される。
【0030】
また、高周波回路検査時には、高周波回路用コネクタ33に測定用プローブが接続される。高周波回路用コネクタ33内にも、アンテナ用コネクタ32同様、測定用プローブによって開閉される機械的スイッチ(図示せず)が設けられている。測定用プローブを差し込まない状態では、機械的スイッチが接続状態となり、配線導体24bと配線導体24cとが接続される。測定用プローブを差し込んだ状態では、測定用プローブの先端部が機械的スイッチの配線導体24cと接続された側の端子(図示せず)を、端子と接続しつつ図3の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24bと配線導体24cとの接続が遮断され、同時に測定用プローブと機械的スイッチの配線導体24cと接続された側の端子とが接続状態となり、測定用プローブと配線導体24cとが接続される。これにより、測定用プローブから高周波回路用コネクタ33,配線導体24cを通して高周波素子31の検査を行うことができる。
【0031】
アンテナ特性検査時においては、第1のアンテナ一体型パッケージおよびアンテナ装置と同様に、測定用プローブの影響を受けない測定および配線基板41の影響も含めた実使用に即した測定が可能である。
【0032】
また、高周波回路測定時においては、高周波回路用コネクタ33を含むアンテナ一体型パッケージ10が、配線基板41に実装された状態であるので、高周波素子31以外の配線基板41上の他の回路(図示せず)を含めた高周波回路特性の測定が可能となり、より実使用に即した高周波回路特性の測定ができる。
【0033】
図4は本発明の第3のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。図4において、図1と同じ部位には同じ符号を付しており、その説明は省略する。そして図4において、34は凹部13内に接地導体22の下方に設置された、高周波回路用コネクタを兼ねているアンテナ特性測定用コネクタ(以下、兼用コネクタともいう)、24aはアンテナ導体21と兼用コネクタ34とを接続する配線導体、24bは高周波素子31と兼用コネクタ34とを接続する配線導体、25は高周波素子31と外部端子26とを接続する配線導体、42は兼用コネクタ34に測定用プローブを接続するための開口である。
【0034】
兼用コネクタ34内にはアンテナ測定用プローブおよび高周波回路測定用プローブによって開閉される機械的スイッチ(図示せず)が設けられている。測定用プローブを差し込まない状態では、機械的スイッチが接続状態となり、配線導体24aと配線導体24bとが接続される。アンテナ測定用プローブを差し込んだ状態では、アンテナ測定用プローブの先端部が機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子(図示せず)を、端子と接続しつつ図4の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24aと配線導体24bとの接続が遮断され、同時にアンテナ測定用プローブと機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子とが接続状態となり、アンテナ測定用プローブと配線導体24aとが接続される。一方、高周波回路測定用プローブを差し込んだ状態では、高周波回路測定用プローブの先端部が機械的スイッチの配線導体24bと接続された側の端子(図示せず)を、端子と接続しつつ図4の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24aと配線導体24bとの接続が遮断され、同時に高周波回路測定用プローブと機械的スイッチの配線導体24bと接続された側の端子とが接続状態となり、高周波回路測定用プローブと配線導体24bとが接続される。
【0035】
本発明の第3のアンテナ装置は、実使用において、送信時には、電極パッド44から入力された信号が高周波素子31で処理され、配線導体24b,24aを通ってアンテナ導体21から電波として放射され、受信時には、アンテナ導体21に入射された電波が配線導体24a,24bを通って高周波素子31で処理され、電極パッド44から信号が出力される。
【0036】
アンテナ特性検査時には、兼用コネクタ34にアンテナ測定用プローブが接続される。上述のように、兼用コネクタ34にアンテナ測定用プローブを差し込んだ状態では、アンテナ測定用プローブの先端部が機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子を、端子と接続しつつ図4の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24aと配線導体24bとの接続が遮断され、同時にアンテナ測定用プローブと機械的スイッチの配線導体24aと接続された側の端子とが接続状態となり、アンテナ測定用プローブと配線導体24aとが接続される。これにより、送信時には、アンテナ測定用プローブから入力された信号が兼用コネクタ34および配線導体24aを通ってアンテナ導体21から電波として放射され、受信時には、アンテナ導体21に入射した電波が配線導体24a,兼用コネクタ34を通ってアンテナ測定用プローブに信号が入力される。
【0037】
また、高周波回路検査時には、兼用コネクタ34に高周波回路測定用プローブが接続される。上述のように、兼用コネクタ34に高周波回路測定用プローブを差し込んだ状態では、高周波回路測定用プローブの先端部が機械的スイッチの配線導体24bと接続された側の端子を、端子と接続しつつ図4の上方向に押し上げることにより、機械的スイッチが遮断状態となり、配線導体24aと配線導体24bとの接続が遮断され、同時に高周波回路測定用プローブと機械的スイッチの配線導体24bと接続された側の端子とが接続状態となり、高周波回路測定用プローブと配線導体24bとが接続される。これにより、高周波回路測定用プローブから兼用コネクタ34,配線導体24bを通して高周波素子31の検査を行うことができる。
【0038】
アンテナ特性検査時においては、本発明の第1および第2のアンテナ一体型パッケージおよびアンテナ装置と同様に、測定用プローブの影響を受けない測定および配線基板41の影響も含めた実使用に即した測定が可能である。
【0039】
また、高周波回路測定時においては、本発明の第2のアンテナ一体型パッケージおよびアンテナ装置と同様に、配線基板41上の他の回路を含めた高周波回路特性の測定が可能となり、より実使用に即した高周波回路特性の測定ができる。
【0040】
本発明のアンテナ一体型パッケージを構成するに際して、第1の誘電体基板11、第2の誘電体基板12、アンテナ導体21、接地導体22、配線導体24a〜24c、配線導体25および外部端子26は、以下のような周知の高周波用配線基板に使用される種々の材料から成るものを使用することができる。
【0041】
例えば、第1の誘電体基板11および第2の誘電体基板12としては、例えばアルミナセラミックス,ムライトセラミックス等のセラミック材料やガラスセラミックス等の無機系材料、あるいは四フッ化エチレン−エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン;PTFE),四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂;ETFE),四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂;PFA)等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂,ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。また、第1の誘電体基板11および第2の誘電体基板12の形状や寸法(厚み,幅,長さ)は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。
【0042】
また、アンテナ導体21、接地導体22、配線導体24a〜24c、配線導体25および外部端子26は、高周波信号伝送用の金属材料から成る導体層、例えばCu層,Mo−Mnのメタライズ層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Wのメタライズ層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Cr−Cu合金層,Cr−Cu合金層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Ta2N層上にNi−Cr合金層およびAuメッキ層を被着させたもの、Ti層上にPt層およびAuメッキ層を被着させたもの、またはNi−Cr合金層上にPt層およびAuメッキ層を被着させたもの等を用いて、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅等は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【0043】
本発明のアンテナ一体型パッケージは以下のようにして作製される。まず、第1の誘電体基板11および第2の誘電体基板12を、例えばこれらがガラスセラミックスから成る場合、ガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して、配線導体24a,配線導体25となる貫通導体が配設される貫通孔を形成する。その後、スクリーン印刷法によりCu等の導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、アンテナ導体21、接地導体22、配線導体24a〜24c、配線導体25および外部端子26となる導体ペースト層のパターン、および必要に応じてその他の所定の配線導体となる導体ペースト層のパターンを印刷塗布する。次に、850〜1000℃で焼成を行ない、最後に各導体層の表面にNiメッキおよびAuメッキを施す。
【0044】
図5は、図2の本発明のアンテナ装置のアンテナ特性検査時における反射特性を示す線図(グラフ)である。図5において、横軸は周波数(GHz)、縦軸はVSWR(電圧定在波比)であり、特性曲線は反射特性、すなわちVSWRの周波数特性を示している。この線図に示す反射特性は電磁界シミュレーションによって得られたものである。この図より、共振周波数は5.24GHzとなっていることがわかる。
【0045】
また、図6は、図2の本発明のアンテナ装置のアンテナ特性検査時における放射特性を示す線図である。図6において、円の外周の数字は天頂方向(図2の上方向)を0°とした方位を示す角度(°)、縦軸は利得(dBi)であり、特性曲線は放射特性、すなわち利得の方位特性を示している。この線図に示す放射特性は電磁界シミュレーションによって得られたものである。この図から、天頂方向(0°)における利得が5.65dBiであることがわかる。
【0046】
そして、図5,図6に示したアンテナ特性の測定結果が測定用プローブによって影響を受けていないことを調べるために、電磁界シミュレーションによって、測定用プローブをモデリングしない場合、すなわち図1の第1のアンテナ装置の実使用の状態での解析を行った。
【0047】
図7は、図1の第1のアンテナ装置の実使用の状態での反射特性を示す線図である。図7において、横軸は周波数(GHz)、縦軸はVSWRであり、特性曲線は反射特性、すなわちVSWRの周波数特性を示している。この図より、共振周波数は5.24GHzとなっていることがわかる。
【0048】
また、図8は、図1の第1のアンテナ装置の実使用の状態での放射特性を示す線図である。図8において、円の外周の数字は天頂方向(図2の上方向)を0°とした方位を示す角度(°)、縦軸は利得(dBi)であり、特性曲線は放射特性、すなわち利得の方位特性を示している。この図から、天頂方向(0°)における利得が5.49dBiであることがわかる。
【0049】
なお、図7,図8に示す実使用の状態での反射特性および放射特性を得るのに使用したシミュレーションモデルは、図5,図6に示すアンテナ特性検査時の反射特性および放射特性を得るのに使用したものと、測定用プローブ35以外は寸法,材料等を同一とした。
【0050】
以上より、図2に示す第1のアンテナ装置のアンテナ特性検査時の共振周波数および天頂方向の利得は、測定用プローブ35によって、図1に示す実使用の状態と比べそれぞれ0GHz、+0.19dBの差が生じたことがわかる。
【0051】
次に、アンテナの近傍界が及ぶ位置にアンテナ用コネクタがある場合について同様の解析を行った。
【0052】
図10は、コネクタ132を配線基板141上のアンテナ一体型パッケージを実装しない部分に設置した従来のアンテナ一体型パッケージにおけるアンテナ特性検査時の構成を示す断面図である。このときの反射特性および放射特性のシミュレーション結果を図11,図12に示す。これらの図より、共振周波数および天頂方向の利得は5.27GHzおよび3.54dBiであることが分かる。また、この場合、反射特性および放射特性を得るのに使用したシミュレーションモデルは、図5〜図8に示す反射特性および放射特性を得るのに使用したものと、測定用プローブ35以外は、寸法,材料等を同一とした。なお、測定用プローブは、図5,図6の反射特性および放射特性を得るのに使用したものと寸法,材料を同一とした。
【0053】
以上より、図10に示す従来のアンテナ一体型パッケージのアンテナ特性検査時の構成での共振周波数および天頂方向の利得は、測定用プローブ135によって、図1に示す実使用の状態と比べて、それぞれ+0.3GHz、−0.95dBの差が生じたことがわかる。
【0054】
したがって、図2に示す本発明の第1のアンテナ装置のアンテナ特性検査時における測定用プローブ35の影響による共振周波数および天頂方向の利得の差はそれぞれ0GHz,+0.19dBであり、従来のアンテナ一体型パッケージのアンテナ特性検査時における測定用プローブ35の影響による共振周波数および天頂方向の利得の差はそれぞれ+0.3GHz,−0.95dBとなり、本発明の第1のアンテナ装置の方が、検査時に測定用プローブの影響を受けにくいことが分かる。
【0055】
以上より、図1のように構成された本発明の第1のアンテナ装置は、測定用プローブがアンテナ特性に与える影響が小さいので、アンテナ特性の正しい測定を行うことができる。
【0056】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明の第2のアンテナ装置において、アンテナ用コネクタ32に測定用プローブを接続するための開口42と、高周波回路用コネクタ33に測定用プローブを接続するための開口43とを、双方の測定用プローブを接続することができる一つの開口としてもよい。
【0057】
また、高周波素子31とアンテナ用コネクタ32,高周波回路用コネクタ33,兼用コネクタ34との間や、高周波素子31と外部端子26との間に、フィルタやバランなどの受動素子を配置してもよい。このとき、受動素子の個別部品あるいは受動素子の構成要素となるインダクタ,コンデンサ,抵抗等の部品を凹部13に配置しても良い。あるいは受動素子を第2の誘電体基板12内に配置してもよい。
【0058】
また、高周波素子31は凹部13内に複数個設置してもよい。また、アンテナ用コネクタ32とアンテナ導体21とを接続する配線導体24aは、スルーホール導体、ビア導体、電磁結合線路、導波管等から成るものとしてもよい。
【0059】
また、凹部13内は樹脂封止等の封止をしてもよいし、金属の蓋体等で封止をしてもよく、その際、測定用プローブをアンテナ用コネクタ32,高周波回路用コネクタ33,兼用コネクタ34に接続できるようにその部分だけ開口を設けたものとしてもよい。また、凹部13は複数設けてもよい。このとき、高周波素子31とアンテナ用コネクタ32,高周波回路用コネクタ33,兼用コネクタ34とを別々の凹部13に設置し、高周波素子31を設置した凹部13のみに樹脂や蓋体で封止をしてもよい。
【0060】
また、接続導体51としては、半田や半田ボール、導電性樹脂ボールを用いてもよい。
【0061】
【発明の効果】
本発明のアンテナ装置におけるアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージは、アンテナ特性測定用コネクタが凹部内であって接地導体の下方に設置されることから、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブにアンテナの近傍界が及ばないため、アンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができる。
【0062】
本発明のアンテナ装置は、アンテナ特性測定用コネクタに測定用プローブを接続するための開口を有し、アンテナ特性測定用コネクタが開口に対向するようにアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージが実装された配線基板を備えていることにより、配線基板上の接地導体などの影響を含めたアンテナ特性の測定が可能となり、より実使用に即したアンテナ特性の測定ができる。
【0063】
また、本発明のアンテナ装置におけるアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージが、凹部の底面に設置された高周波回路特性測定用コネクタをさらに具備することにより、アンテナ特性測定用コネクタが凹部内に接地導体の下方に設置され、さらに高周波回路特性測定用コネクタが凹部内に設置されることにより、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブにアンテナの近傍界が及ばないため、アンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができるとともに、高周波回路特性を測定することができる。
【0064】
また、本発明のアンテナ装置における配線基板が、高周波回路特性測定用コネクタに測定用プローブを接続するための他の開口を有し、高周波回路特性測定用コネクタが、他の開口に対向するようにアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージに実装されている場合には、配線基板上の接地導体などの影響を含めたアンテナ特性の測定が可能となり、より実使用に即したアンテナ特性の測定ができるとともに、配線基板上の他の回路を含めた高周波回路特性の測定が可能となり、より実使用に即した高周波回路特性の測定ができる。
【0065】
また、本発明のアンテナ装置におけるアンテナ特性測定用コネクタが、高周波回路特性測定用コネクタを兼ねている場合には、アンテナ特性と高周波回路特性の双方が測定可能なコネクタが凹部内であって接地導体の下方に設置されることから、アンテナ特性測定時に使用される測定用プローブにアンテナの近傍界が及ばないためアンテナ特性に影響を与えずに測定をすることができるとともに、高周波回路特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図2】図1の第1のアンテナ装置の検査時の構成を示す断面図である。
【図3】本発明の第2のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図4】本発明の第3のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図5】本発明の第1のアンテナ装置のアンテナ特性検査時の形態での反射特性を示す線図である。
【図6】本発明の第1のアンテナ装置のアンテナ特性検査時の形態での放射特性を示す線図である。
【図7】本発明の第1のアンテナ装置の実使用の状態での反射特性を示す線図である。
【図8】本発明の第1のアンテナ装置の実使用の状態での放射特性を示す線図である。
【図9】従来のアンテナ一体型パッケージを用いたアンテナ装置の例を示す断面図である。
【図10】従来のアンテナ装置の検査時の構成を示す断面図である。
【図11】従来のアンテナ装置のアンテナ特性検査時の形態での反射特性を示す線図である。
【図12】従来のアンテナ装置のアンテナ特性検査時の形態での放射特性を示す線図である。
【符号の説明】
10:アンテナ一体型パッケージ
11:第1の誘電体基板
12:第2の誘電体基板
13:凹部
21:アンテナ導体
22:接地導体
24,25:配線導体
31:高周波素子
32:アンテナ特性測定用コネクタ
33:高周波回路特性測定用コネクタ
34:高周波回路特性測定用を兼ねたアンテナ特性測定用コネクタ
35:測定用プローブ
41:配線基板
42,43:開口
Claims (4)
- 上面にアンテナ導体が形成された第1の誘電体基板と、該第1の誘電体基板の下面に形成された接地導体と、該接地導体を挟んで前記第1の誘電体基板の下面に積層され、下面に凹部が形成された第2の誘電体基板と、前記凹部内に搭載された高周波素子と、前記凹部の底面に設置されたアンテナ特性測定用コネクタと、前記アンテナ導体と前記アンテナ特性測定用コネクタとを電気的に接続する配線導体とを具備しているアンテナ一体型高周波素子収納用パッケージと、
前記アンテナ特性測定用コネクタに測定用プローブを接続するための開口を有し、前記アンテナ特性測定用コネクタが前記開口に対向するように前記アンテナ一体型高周波素子収納用パッケージが実装された配線基板と、
前記アンテナ特性測定用コネクタ内に設けられ、前記測定プローブによって開閉される機械的スイッチと、を備えたアンテナ装置。 - 前記アンテナ一体型高周波素子収納用パッケージが、前記凹部の底面に設置された高周波回路特性測定用コネクタをさらに具備するとともに、前記高周波回路特性測定用コネクタ内に設けられ、前記測定プローブによって開閉される機械的スイッチをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記配線基板が、前記高周波回路特性測定用コネクタに前記測定用プローブを接続するための他の開口を有し、前記高周波回路特性測定用コネクタが、前記他の開口に対向するように前記アンテナ一体型高周波素子収納用パッケージに実装されたことを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ特性測定用コネクタは、前記高周波回路特性測定用コネクタを兼ねていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
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