JP4309529B2

JP4309529B2 - Antenna-integrated duplexer board

Info

Publication number: JP4309529B2
Application number: JP30170899A
Authority: JP
Inventors: 篤臣福浦; 昭典佐藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: JP2001127529A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に通信に使用するアンテナ装置に用いられるアンテナ一体型分波器基板に関し、より詳しくは異なる周波数信号を送受信することができ、アンテナと分波器を一体化した小型のアンテナ一体型分波器基板に関する。
【０００２】
【従来技術】
無線通信装置の設計における現在の傾向は、複数の異なるシステムに対応できる装置を提供することにある。このような通信装置では各通信システムに対応する複数の異なる周波数帯の信号を送受信できる無線通信用部品が必要である。また通信装置全体の小型化と計量化を保つために、各部品の多機能化と小型軽量化が求められている。
【０００３】
アンテナ装置は、無線通信装置に使用される部品の中でも大きなものの一つである。アンテナの寸法を小さくするための一つの方法は波長よりも小さいアンテナ素子とインピーダンス変換器を含めて共振型のアンテナとすることであり、その例の一つにマイクロストリップアンテナがある。しかしながら、このように小型化したアンテナの特性は狭帯域となりやすく、複数のシステムに対応できる無線通信装置に利用する場合には、複数のアンテナを使用する必要が生ずる。また、他のアンテナを使用する場合でも通信装置が対応すべき周波数範囲が広いほど利用できる単一の小型アンテナを見出すことは困難である。
【０００４】
各々の通信システムに応じて個別のアンテナを具備した無線通信装置において使用されるアンテナには、それぞれのアンテナと、それに対応する送受信機との間で信号を伝送するための複数の給電線が必要である。通信装置の小型軽量化およびコスト低減のためには、できるだけ部品の共有化を図り部品点数を減らすことが望ましく、アンテナへの給電においても可能であれば一本の給電線を使用することが望ましい。
【０００５】
周波数の異なる複数の信号が伝送された単一の伝送線から周波数毎に異なる伝送線に分波し複数のアンテナに伝送したり、あるいは複数のアンテナによって受信された周波数の異なる複数の信号を単一の伝送線に合波する方法としては、例えば、図８、図９に示すような回路が使用される。
【０００６】
図８の回路に示すように、周波数の異なる複数の信号が伝送される単一の伝送線２１を複数の伝送線２２ａ、２２ｂ、２２ｃに分割した後、各信号周波数に適合した濾波器２３ａ、２３ｂ、２３ｃによって、それぞれの周波数の信号のみを通過させてそれぞれの給電線２４ａ，２４ｂ，２４ｃを経由して各アンテナ素子２５ａ，２５ｂ，２５ｃに伝送する方法、または図９に示されるように、周波数の異なる複数の信号が伝送される単一の伝送線２６を分波器２７に接続して、異なる周波数ごとに分波し給電線２８ａ，２８ｂ，２８ｃを経由して各アンテナ素子２９ａ、２９ｂ、２９ｃに伝送する方法が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の分波、または合波する方法においては、図８の回路では、信号の電力が分割されるために、信号電力の浪費が起こる欠点がある。一方、図９の回路では、信号の電力が浪費されない点において有利である。
【０００８】
しかしながら、上記図９の回路を具体的に構成する場合、アンテナ素子２９ａ，２９ｂ，２９ｃと、分波器２７とを別体にて形成しそれらを電気的に結線することが一般的に行なわれているが、一本の給電線から分波器を経由して複数のアンテナに給電する場合、分波器とアンテナの間の給電線が長いと、信号電力の損失が大きくなるという問題があった。
【０００９】
他方、誘電体基板の表面に分波器とアンテナとを形成することも提案されているが、分波器とアンテナとを同一面内に設けると、給電線を短くすることはできるものの、アンテナと分波器の両方の大きさだけ基板の面積が必要になり、小型化には不利である。また分波器をアンテナに近づけすぎるとアンテナと分波器回路との間で干渉が起こり特性の劣化をもたらす虞があった。
【００１０】
従って、本発明は、上記の問題点を解決することを主たる目的とするものであって、具体的には、アンテナと分波器とを一体的に形成して小型化を図ることができるとともに、アンテナと分波器との干渉を阻止することのできるアンテナ一体型分波器基板を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の従来技術による問題点を解決するために種々検討を行なった結果、アンテナ素子を設けたアンテナ基板と分波回路を設けた分波器基板とを一体的に形成するとともに、前記アンテナ素子と分波回路間に接地層を形成することにより上記の目的が達成されることを見いだしたものである。
【００１２】
即ち、本発明のアンテナ一体型分波器基板は、第１の誘電体基板の一方の表面にアンテナ素子が設けられたアンテナ基板と、第２の誘電体基板の一方の表面または内部に分波回路が設けられた分波器基板とを具備し、前記アンテナ基板を前記分波器基板の前記分波回路が設けられていない表面に一体的に取着するとともに、前記アンテナ素子と前記分波回路とを信号伝達が可能となるように接続し、且つ前記アンテナ素子と前記分波回路との間に接地層を介在せしめたアンテナ一体型分波器基板であって、前記分波回路は、方向性結合回路とリング型共振回路とからなるとともに給電側から動作周波数が高い順に配置された、互いに動作周波数が異なる複数の方向性濾波回路を具備しており、該複数の方向性濾波回路のそれぞれに対応するように動作周波数が異なる複数の前記アンテナ素子を設けるとともに、対応する前記方向性濾波回路と前記アンテナ素子とをそれぞれ信号伝達が可能となるように接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記接地層としては、前記アンテナ基板又は前記分波器基板の取着面の一方に前記接地層を設けるか、または前記アンテナ基板および前記分波器基板がそれぞれ前記接地層を具備し、それぞれの前記接地層を電気的に接続してもよい。
【００１５】
また、前記アンテナ基板においては、前記第１の誘電体基板の一方の表面に、動作周波数が異なる複数の前記アンテナ素子を備えることもでき、さらには前記分波器基板の表面に、動作周波数が異なる前記アンテナ素子がそれぞれ設けられた複数の前記アンテナ基板を一体的に取着することも可能である。
さらに、本発明のアンテナ一体型分波器基板前記は、アンテナ素子と前記分波回路とを前記接地層に設けたスロットを介して電磁結合させることによって信号伝達が可能となるように接続してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のアンテナ一体型分波器基板を図面を基に説明する。
【００１７】
図１は、本発明のアンテナ一体型分波器基板の一実施例を示す概略断面図であり、図２はその概略斜視図である。図１及び図２のアンテナ一体型分波器基板Ａは、第１の誘電体基板１ａ，１ｂの一方の表面にアンテナ素子２ａ，２ｂが設けられた２つのアンテナ基板３ａ、３ｂと、第２の誘電体基板４の内部に分波回路５が内蔵された分波器基板６とを具備するもので、上記アンテナ基板３ａ、３ｂと分波器基板６とは、アンテナ基板３ａ、３ｂを分波器基板６の分波回路５が設けられていない表面に一体的に取着することによって接合一体化されている。そして、アンテナ素子２ａ，２ｂと分波回路５とは第１の誘電体基板１ａ，１ｂおよび第２の誘電体基板４に設けられた貫通導体７ａ，７ｂによって電気的に接続されている。
【００１８】
また分波器基板６のアンテナ基板３ａ，３ｂの接合表面には接地層８が被着形成されており、前記貫通導体７ａ，７ｂとは非接触状態に保たれている。なお、この接地層８は、分波器基板６のアンテナ基板３ａ，３ｂの接合面表面に形成することなく、アンテナ基板３ａ，３ｂの分波器基板６との接合面表面に形成してもよく、さらに両基板の接合面にそれぞれ形成して接地層同志を接合することも可能である。
【００１９】
上記アンテナ基板３ａ，３ｂにおいては、アンテナ素子２ａ，２ｂと接地層８によってマイクロストリップアンテナが形成されている。また第２の誘電体基板４の他方の表面には接地層９が被着形成されており、接地層８，９および分波回路５によってストリップ線路による回路が形成されている。
【００２０】
本発明によれば、上記の構造によってアンテナ基板３ａ，３ｂと分波器基板６とが接合一体化されているために小型軽量化できるともに、図９に示したような一本の給電線から分波器を経由して複数のアンテナに給電する回路を形成する場合、分波器とアンテナの間の給電線、即ち、貫通導体７ａ，７ｂの長さを短くできるために、分波器からアンテナへ伝送される信号の損失を低減することができる。またアンテナ素子２ａ，２ｂと分波回路５との間には接地層８が介在しているために、アンテナ素子２ａ，２ｂから放射される電磁界と分波回路５の電磁界とが互いに干渉して特性が劣化することも避けられる。
【００２１】
なお、本発明において、前記分波回路５としては、周知の回路を用いることができるが、その具体的な回路パターンの例を図３に示した。分波回路５は、方向性結合回路ａ，ｂと、リング型共振回路ｃからなる方向性濾波回路ｘを具備し、分波する信号の数によって方向性濾波回路の数を調整されるが、図３では２つの方向性濾波回路ｘ１，ｘ２が設けられている。
【００２２】
この図３の分波回路５においては、まず、送受信機側のポート１０から入力された異なる周波数からなる２つの信号ｆ１，ｆ２のうち１つの信号ｆ１は、伝送線路１１から第１の方向性濾波回路ｘ１における方向性結合回路ａ１及びリング型共振回路ｃ１により決定される周波数において、方向性結合回路ａ１によってリング型共振回路ｃ１に結合され、さらに他方に形成されたもう一つの方向性結合回路ｂ１により他方の伝送線路１２に結合され、給電線となる貫通導体７ａを経由してアンテナ素子２ａに伝送される。
【００２３】
他方の信号ｆ２はさらに伝送線路１１を進行し次の方向性濾波回路ｘ２における方向性結合回路ａ２において方向性結合回路ａ２とリング型共振回路ｃ２により決定される周波数においてリング型共振回路ｃ２に結合され、他方の方向性結合回路ｂ２により他方の伝送線路１３に結合され給電線となる貫通導体７ｂを経由してアンテナ素子２ｂに伝送される。
【００２４】
なお、上記２つの方向性濾波回路ｘ１，ｘ２で分波されなかった周波数成分は伝送線路１１を進行するが、例えば、それがミキサ回路や増幅器等で発生した高調波成分等の不要成分である場合には、伝送線路１１の終端において減衰器等を設け、減衰させる。また上記２つの方向性濾波回路ｘ１，ｘ２で分波されなかった周波数成分中に第３の信号を含ませることができ、その場合にはこの伝送線路１１の終端を第３のアンテナ素子（図示せず）に接続すればよい。
【００２５】
また、ポート１０から入力された信号が異なる周波数からなる３つ以上の信号を含む場合には、図３と同様にその数に応じた方向性濾波回路を順次設けて分波すればよい。
【００２６】
なお、分波回路５において、前記複数の方向性濾波回路ｘ１，ｘ２は、ポート１０側から動作周波数が高い順に配置することが望ましい。これは逆に配置した場合、低い周波数ｆ１で動作する第１の方向性濾波回路ｘ１における高次の共振によって、高い方の周波数ｆ２の信号成分が方向性濾波回路ｘ１に漏れ出て、次に配置された第２の方向性濾波回路ｘ２において正しく信号ｆ２が取り出されることが妨げられる可能性があるためである。
【００２７】
図３の共振回路においては、リング型共振回路ｃ１、ｃ２に結合され他方の伝送線路１２、１３へ結合された信号は、給電線となる貫通導体７ａ，７ｂの方向へ進行し、伝送線路１２、１３の反対側の方向へは伝送しない。
【００２８】
なお、図１、図２のアンテナ一体型分波器基板Ａでは、分波回路５を第２の誘電体基板４の内部に設けたが、本発明によれば、図４に示すように、分波回路５は、第２の誘電体基板４のアンテナ基板３ａ，３ｂとの接合面とは反対側の面に形成することも可能である。
【００２９】
即ち、図４に示すように、第２の誘電体基板４のアンテナ基板３ａ，３ｂとの接合面とは反対側の面に分波回路５が被着形成されており、アンテナ素子２ａ，２ｂと分波回路５とは第１の誘電体基板１ａ，１ｂ及び第２の誘電体基板４を貫通する貫通導体７ａ，７ｂによって電気的に接続されている。また、この分波器基板６のアンテナ基板３ａ，３ｂとの接合面に接地層８が被着形成されているために、アンテナ素子２ａ，２ｂと分波回路５との間の干渉を阻止することができる。
【００３０】
また、図１乃至図４では、分波器基板６の表面に複数のアンテナ基板３ａ，３ｂを一体的に形成したが、図５の概略斜視図に示すように、複数のアンテナ素子２ａ，２ｂは１つの第１の誘電体基板１の表面に形成しても良い。
【００３１】
本発明において、アンテナ基板３，３ａ，３ｂと分波器基板６とは、分波器基板６の接地層８に対して接着剤等によってアンテナ基板３，３ａ，３ｂを接合一体化することができる。また、第１の誘電体基板１，１ａ，１ｂ及び第２の誘電体基板４がセラミックスからなる場合には、アンテナ基板３，３ａ，３ｂと分波器基板６とを焼成により一体化することも可能である。
【００３２】
また、貫通導体７ａ，７ｂは、第１の誘電体基板１，１ａ，１ｂ及び第２の誘電体基板４に開けられた孔内に導体を充填するか、または金属ピンを埋設することにより形成することもできる。また、第１の誘電体基板１，１ａ，１ｂ及び第２の誘電体基板４がセラミックスの場合には、アンテナ素子２ａ，２ｂ、接地層８，９、分波回路５を、金属ペーストの塗布及び貫通孔内に金属ペーストを充填した後に、第１の誘電体基板１，１ａ，１ｂ及び第２の誘電体基板４と同時焼成することによって形成することも可能である。
【００３３】
また、分波回路５からのアンテナ素子２ａ，２ｂへの給電方法としては、貫通導体７ａ，７ｂの形成に限られず、例えば接地層８にスロットを設け、アンテナ素子２ａ，２ｂと分波回路５の伝送線路１２、１３とを電磁結合させることもできる。
【００３４】
また、本発明のアンテナ一体型分波器基板によれば、分波器基板６によって少なくとも２つ以上に分波された少なくとも一部の信号が分波器基板６と一体化されたアンテナ基板３，３ａ，３ｂのアンテナ素子に供給されていればよく、他の分波された信号はワイヤアンテナなどの周知の外部アンテナ素子に供給することもできる。
【００３５】
本発明におけるアンテナ一体型分波器基板において、第１の誘電体基板１，１ａ，１ｂ及び第２の誘電体基板４は、アルミナ、ガラス、ガラスセラミックス、窒化アルミなどのセラミックス材料や、エポキシ樹脂などの有機樹脂を含有する有機系絶縁材料あるいは有機系−セラミック系複合材料など周知の絶縁材料によって形成することができる。また、アンテナ素子２ａ，２ｂ、接地層８，９及び分波回路５などは、銅、銀、金、タングステン、モリブデンなどの周知の導体材料によって形成される。
【００３６】
なお、アンテナ基板３，３ａ，３ｂにおける第１の誘電体基板１，１ａ，１ｂと分波器基板６における第２の誘電体基板４とは、同一の誘電体材料によって形成しても良いが、用いる周波数と、小型化の要求と、加工精度並びに放射効率を勘案して適宜適当な誘電率を有する誘電体材料を選択すればよい。
【００３７】
図３で説明した分波回路の分波特性について評価解析を行ない、その結果を図７に示した。なお、誘電率４．９の第２の誘電体基板４内に銅からなる図３の回路を形成した。図７から明らかなように、周波数２．５ＧＨｚの信号と周波数５．８ＧＨｚの周波数が分波された。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のアンテナ一体型分波器基板によれば、異なる複数の周波数を含む信号を一本の給電線を使用して複数のアンテナに給電することができ、アンテナと分波器を相互に干渉することなく一体化し、給電線の長さを最小限にできると同時に小型軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ一体型分波器基板の一実施例を説明するための概略断面図である。
【図２】図１のアンテナ一体型分波器基板の概略斜視図である。
【図３】本発明のアンテナ一体型分波器基板における分波回路を説明するためのパターン図である。
【図４】本発明のアンテナ一体型分波器基板の他の実施例を説明するための概略断面図である。
【図５】本発明のアンテナ一体型分波器基板のさらに他の実施例を説明するための概略断面図である。
【図６】図５のアンテナ一体型分波器基板の概略斜視図である。
【図７】図３の分波回路の分波特性の評価解析結果を示すグラフである。
【図８】アンテナおよび分波回路を備える回路の概念図である。
【図９】アンテナおよび分波回路を備える他の回路の概念図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ第１の誘電体基板
２ａ，２ｂアンテナ素子
３，３ａ，３ｂアンテナ基板
４第２の誘電体基板
５分波回路
６分波器基板
７ａ，７ｂ貫通導体
８，９接地層
ｘ１，ｘ２方向性濾波回路
ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２方向性結合回路
ｃ１，ｃ２リング型共振回路
Ａアンテナ一体型分波器基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an antenna-integrated duplexer substrate used in an antenna device used for communication, and more specifically, can transmit and receive different frequency signals, and is a small antenna-integrated type in which an antenna and a duplexer are integrated. The present invention relates to a duplexer substrate.
[0002]
[Prior art]
A current trend in wireless communication device design is to provide devices that can accommodate multiple different systems. Such a communication apparatus requires a wireless communication component capable of transmitting and receiving signals in a plurality of different frequency bands corresponding to each communication system. In addition, in order to keep the communication device as a whole downsized and quantified, there is a demand for multi-functionality and reduction in size and weight of each component.
[0003]
An antenna device is one of the major components used in wireless communication devices. One method for reducing the size of the antenna is to use a resonant antenna including an antenna element smaller than the wavelength and an impedance converter. One example is a microstrip antenna. However, the characteristics of such a miniaturized antenna tend to be a narrow band, and it is necessary to use a plurality of antennas when used in a wireless communication apparatus that can support a plurality of systems. In addition, even when other antennas are used, it is difficult to find a single small antenna that can be used as the frequency range to be supported by the communication device increases.
[0004]
An antenna used in a wireless communication apparatus equipped with an individual antenna according to each communication system requires a plurality of feeders for transmitting signals between each antenna and a corresponding transceiver. It is. In order to reduce the size and weight of the communication device and reduce the cost, it is desirable to share components as much as possible to reduce the number of components, and it is also desirable to use a single feeder if possible for feeding power to the antenna. .
[0005]
A single transmission line on which a plurality of signals with different frequencies are transmitted is demultiplexed to a transmission line with different frequencies and transmitted to a plurality of antennas, or a plurality of signals with different frequencies received by a plurality of antennas are simply transmitted. As a method of multiplexing to one transmission line, for example, circuits as shown in FIGS. 8 and 9 are used.
[0006]
As shown in the circuit of FIG. 8, after dividing a single transmission line 21 for transmitting a plurality of signals having different frequencies into a plurality of transmission lines 22a, 22b, 22c, a filter 23a adapted to each signal frequency, 23b and 23c, only the signals of the respective frequencies are allowed to pass and transmitted to the respective antenna elements 25a, 25b and 25c via the respective feeders 24a, 24b and 24c, or as shown in FIG. A single transmission line 26 through which a plurality of signals having different frequencies are transmitted is connected to a demultiplexer 27, and is demultiplexed for each different frequency, and each antenna element 29a, 29b is passed through feed lines 28a, 28b, 28c. , 29c are known.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the demultiplexing or multiplexing method described above, the circuit of FIG. 8 has a drawback in that signal power is wasted because the signal power is divided. On the other hand, the circuit of FIG. 9 is advantageous in that signal power is not wasted.
[0008]
However, when the circuit of FIG. 9 is specifically configured, it is generally performed that the antenna elements 29a, 29b, and 29c and the duplexer 27 are separately formed and electrically connected. However, when feeding power to multiple antennas via a duplexer from a single feeder line, there is a problem that the loss of signal power increases if the feeder line between the duplexer and the antenna is long. It was.
[0009]
On the other hand, it has also been proposed to form a duplexer and an antenna on the surface of the dielectric substrate. However, if the duplexer and the antenna are provided in the same plane, the feed line can be shortened. The area of the substrate is required as much as both the size of the filter and the duplexer, which is disadvantageous for miniaturization. Further, if the duplexer is too close to the antenna, there is a possibility that interference occurs between the antenna and the duplexer circuit, resulting in deterioration of characteristics.
[0010]
Therefore, the main object of the present invention is to solve the above-described problems. Specifically, the antenna and the duplexer can be integrally formed to reduce the size. An object of the present invention is to provide an antenna-integrated duplexer substrate capable of preventing interference between an antenna and a duplexer.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies to solve the above-described problems caused by the prior art, the present inventors integrally form an antenna substrate provided with an antenna element and a duplexer substrate provided with a branching circuit. At the same time, it has been found that the above object can be achieved by forming a ground layer between the antenna element and the branching circuit.
[0012]
That is, the antenna-integrated duplexer substrate according to the present invention includes an antenna substrate having an antenna element provided on one surface of the first dielectric substrate, and a demultiplexer on one surface or inside of the second dielectric substrate. It comprises a demultiplexer board circuit is provided, as well as integrally attached to the antenna substrate the branching circuit of the branching filter substrate is not provided surface, the branching and the antenna element An antenna-integrated duplexer board that connects a circuit so that signal transmission is possible and has a ground layer interposed between the antenna element and the duplexer , wherein the duplexer is A plurality of directional filtering circuits each having a directional coupling circuit and a ring-type resonant circuit and arranged in descending order of the operating frequency from the power supply side; Correspond to each With operating frequencies providing different plurality of antenna elements, it is characterized in that it has connected to the corresponding said directional filtering circuit and said antenna element so that each becomes possible signal transduction.
[0014]
Further, as the ground layer, the antenna substrate or the duplexer providing the ground layer on one attachment surface of the substrate or the antenna substrate and the demultiplexer substrate, it is provided with each of the ground layer, each of the ground layer may be electrically connected.
[0015]
Further, in the antenna substrate, on one surface of said first dielectric substrate, Rukoto equipped with different operating frequencies plurality of antenna elements can also, more on the surface of the demultiplexer board, the operating frequency it is also possible to integrally attached a plurality of the antenna substrate, which is different from the antenna element is provided respectively.
Further, the antenna-integrated duplexer substrate of the present invention is connected so that signal transmission is possible by electromagnetically coupling the antenna element and the branching circuit through a slot provided in the ground layer. Also good.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an antenna-integrated duplexer substrate according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of an antenna-integrated duplexer substrate according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view thereof. Integrated antenna duplexer substrate A of FIG. 1 and 2, a first dielectric substrate 1a, 2 single antenna substrate 3a on which the antenna element 2a on one surface of the 1b, 2b are provided, and 3b, the second The dielectric substrate 4 includes a duplexer substrate 6 in which a demultiplexer circuit 5 is built in. The antenna substrates 3a and 3b and the duplexer substrate 6 separate the antenna substrates 3a and 3b from each other. Bonding and integration are performed by integrally attaching to the surface of the wave separator substrate 6 where the branching circuit 5 is not provided. The antenna elements 2a, 2b and the branching circuit 5 are electrically connected by through conductors 7a, 7b provided on the first dielectric substrate 1a, 1b and the second dielectric substrate 4, respectively.
[0018]
A ground layer 8 is deposited on the surface of the duplexer substrate 6 where the antenna substrates 3a and 3b are joined, and is kept in contact with the through conductors 7a and 7b. The ground layer 8 may be formed on the surface of the junction surface of the antenna substrate 3a, 3b with the duplexer substrate 6 without being formed on the surface of the duplex substrate 6 on the surface of the antenna substrate 3a, 3b. It is also possible to bond the ground layers by forming them on the bonding surfaces of both substrates.
[0019]
In the antenna substrates 3a and 3b, the antenna elements 2a and 2b and the ground layer 8 form a microstrip antenna. A ground layer 9 is deposited on the other surface of the second dielectric substrate 4 , and a circuit using a strip line is formed by the ground layers 8 and 9 and the branching circuit 5.
[0020]
According to the present invention, the antenna substrates 3a and 3b and the duplexer substrate 6 are joined and integrated by the above-described structure, so that the size and weight can be reduced, and from a single feeder line as shown in FIG. When forming a circuit that feeds power to a plurality of antennas via a duplexer , the length of the feed lines between the duplexer and the antenna, that is, the through conductors 7a and 7b can be shortened . it is possible to reduce the loss of the signal transmitted to the antenna from. In addition, since the ground layer 8 is interposed between the antenna elements 2a and 2b and the branching circuit 5, the electromagnetic field radiated from the antenna elements 2a and 2b and the electromagnetic field of the branching circuit 5 are mutually separated. also avoided that negotiations to characteristics are degraded.
[0021]
In the present invention, a known circuit can be used as the branching circuit 5, and an example of a specific circuit pattern is shown in FIG. The demultiplexing circuit 5 includes a directional filtering circuit x including directional coupling circuits a and b and a ring-type resonance circuit c, and the number of directional filtering circuits is adjusted by the number of signals to be demultiplexed. In FIG. 3, two directional filtering circuits x1 and x2 are provided.
[0022]
In the demultiplexing circuit 5 of FIG. 3, first, one signal f1 out of two signals f1 and f2 having different frequencies inputted from the port 10 on the transceiver side is transmitted from the transmission line 11 to the first directivity. Another directional coupling circuit coupled to the ring-type resonance circuit c1 by the directional coupling circuit a1 and at the frequency determined by the directional coupling circuit a1 and the ring-type resonance circuit c1 in the filtering circuit x1. It is coupled to the other transmission line 12 by b1 and transmitted to the antenna element 2a via the through conductor 7a serving as a feed line.
[0023]
The other signal f2 further travels along the transmission line 11 and is coupled to the ring type resonant circuit c2 at a frequency determined by the directional coupling circuit a2 and the ring type resonant circuit c2 in the directional coupling circuit a2 in the next directional filtering circuit x2. Then, it is coupled to the other transmission line 13 by the other directional coupling circuit b2 and transmitted to the antenna element 2b via the through conductor 7b serving as a feed line.
[0024]
The frequency component that has not been demultiplexed by the two directional filtering circuits x1 and x2 travels through the transmission line 11, but it is an unnecessary component such as a harmonic component generated by a mixer circuit or an amplifier, for example. In this case, an attenuator or the like is provided at the end of the transmission line 11 to attenuate. Further, the third signal can be included in the frequency component that has not been demultiplexed by the two directional filtering circuits x1 and x2, and in this case, the end of the transmission line 11 is connected to the third antenna element (FIG. (Not shown).
[0025]
Further, when the signal input from the port 10 includes three or more signals having different frequencies, a directional filtering circuit corresponding to the number may be sequentially provided and demultiplexed as in FIG.
[0026]
In the branching circuit 5, the plurality of directional filtering circuits x1 and x2 are preferably arranged in descending order of the operating frequency from the port 10 side. When this is reversed, the signal component of the higher frequency f2 leaks to the directional filtering circuit x1 due to higher-order resonance in the first directional filtering circuit x1 operating at the lower frequency f1, and then This is because the signal f2 may be prevented from being correctly extracted in the arranged second directional filtering circuit x2.
[0027]
In the resonance circuit of FIG. 3, signals coupled to the ring-type resonance circuits c1 and c2 and coupled to the other transmission lines 12 and 13 travel in the direction of the through conductors 7a and 7b serving as power supply lines, and the transmission line 12 , 13 is not transmitted in the opposite direction.
[0028]
In the antenna integrated duplexer substrate A of FIGS. 1 and 2, the demultiplexing circuit 5 is provided inside the second dielectric substrate 4, but according to the present invention, as shown in FIG. The branching circuit 5 can also be formed on the surface of the second dielectric substrate 4 opposite to the joint surface with the antenna substrates 3a and 3b .
[0029]
That is, as shown in FIG. 4, a branching circuit 5 is deposited on the surface of the second dielectric substrate 4 opposite to the joint surface with the antenna substrates 3a and 3b , and the antenna element 2a 2b and the branching circuit 5 are electrically connected by through conductors 7a and 7b penetrating the first dielectric substrates 1a and 1b and the second dielectric substrate 4. In addition, since the ground layer 8 is deposited on the joint surface of the duplexer substrate 6 with the antenna substrates 3a and 3b , interference between the antenna elements 2a and 2b and the branch circuit 5 is prevented. Can be blocked.
[0030]
Further, in FIGS. 1 to 4, demultiplexer plurality of antenna substrate 3 a on the surface of the substrate 6 has been integrally formed 3b, as shown in the schematic perspective view of FIG. 5, a plurality of antenna elements 2 a , 2b may be formed on the surface of one first dielectric substrate 1.
[0031]
In the present invention, the antenna substrate 3, 3a, 3b and the demultiplexer board 6, the antenna substrate 3, 3a by an adhesive or the like to the ground layer 8 of the duplexer substrate 6, to be integrally joined to 3b it can. Further, when the first dielectric substrates 1 , 1a, 1b and the second dielectric substrate 4 are made of ceramics, the antenna substrates 3 , 3a, 3b and the duplexer substrate 6 are integrated by firing. Is also possible.
[0032]
The through conductors 7 a, 7b, the first dielectric substrate 1, 1a, or filling the conductor 1b and a second dielectric substrate drilled hole 4, or by embedding a metal pin It can also be formed. When the first dielectric substrate 1, 1a, 1b and the second dielectric substrate 4 are ceramics, the antenna elements 2a, 2b, the ground layers 8 , 9, and the branching circuit 5 are applied with a metal paste. and after filling the metal paste in the through-hole, the first dielectric substrate 1, 1a, it is also possible to form by firing 1b and simultaneously a second dielectric substrate 4.
[0033]
Further, the feeding method from the demultiplexing circuit 5 to the antenna elements 2a and 2b is not limited to the formation of the through conductors 7a and 7b . For example, a slot is provided in the ground layer 8 to separate the antenna elements 2a and 2b . The transmission lines 12 and 13 of the wave circuit 5 can be electromagnetically coupled.
[0034]
Further, according to the integrated antenna duplexer substrate of the present invention, a duplexer antenna substrate 3 which signals of at least a part is branched into at least two are integrated with duplexer substrate 6 by the substrate 6 , 3a, and 3b as long as they are supplied to the antenna elements, and other demultiplexed signals can be supplied to a known external antenna element such as a wire antenna.
[0035]
In the antenna-integrated duplexer substrate in the present invention, the first dielectric substrate 1, 1a, 1b and the second dielectric substrate 4, alumina, glass, glass ceramic, or ceramic materials such as aluminum nitride, epoxy resin It can be formed of a known insulating material such as an organic insulating material containing an organic resin such as an organic insulating ceramic material. The antenna elements 2 a and 2 b , the ground layers 8 and 9, the branching circuit 5, and the like are formed of a known conductive material such as copper, silver, gold, tungsten, and molybdenum.
[0036]
Note that the first dielectric substrates 1 , 1 a, 1 b in the antenna substrates 3 , 3 a, 3 b and the second dielectric substrate 4 in the duplexer substrate 6 may be formed of the same dielectric material. A dielectric material having an appropriate dielectric constant may be selected as appropriate in consideration of the frequency to be used, the requirement for downsizing, processing accuracy, and radiation efficiency.
[0037]
For demultiplexing property of demultiplexing circuits described subjected to evaluation and analysis in Figure 3, and the results are shown in Figure 7. Incidentally, to form the circuit of Figure 3 made of copper on the second dielectric substrate 4 of permittivity 4.9. As is clear from FIG. 7, a signal with a frequency of 2.5 GHz and a frequency with a frequency of 5.8 GHz were demultiplexed.
[0038]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the antenna-integrated duplexer board of the present invention, signals including a plurality of different frequencies can be fed to the plurality of antennas using a single feeder line. The wave generators can be integrated without interfering with each other, minimizing the length of the feeder line and reducing the size and weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment of an antenna-integrated duplexer substrate according to the present invention.
2 is a schematic perspective view of the antenna-integrated duplexer substrate of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a pattern diagram for explaining a branching circuit in the antenna-integrated duplexer substrate of the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining another embodiment of the antenna-integrated duplexer substrate of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the antenna-integrated duplexer substrate of the present invention.
6 is a schematic perspective view of the antenna-integrated duplexer substrate of FIG. 5. FIG.
7 is a graph showing an evaluation analysis result of demultiplexing characteristics of the demultiplexing circuit in FIG. 3;
8 is a conceptual diagram of a circuit comprising an antenna and a demultiplexing circuit.
9 is a conceptual diagram of another circuit comprising an antenna and a demultiplexing circuit.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1 b first dielectric substrate 2a, 2b antenna element 3, 3a, 3b antenna substrate
4 Second dielectric substrate 5 Demultiplexing circuit 6 Demultiplexer substrates 7a, 7b Through conductors 8, 9 Ground layers x1, x2 Directional filtering circuits a1, a2, b1, b2 Directional coupling circuits c1, c2 Ring type resonance Circuit A Antenna-integrated duplexer board

Claims

An antenna substrate provided with an antenna element on one surface of the first dielectric substrate; and a duplexer substrate provided with a branching circuit on one surface or inside of the second dielectric substrate; wherein the surface of the antenna substrate the branching circuit of the branching filter substrate is not provided with integrally attached, and connects the antenna element and the branching circuit so as to allow signal transmission, An antenna-integrated duplexer substrate in which a ground layer is interposed between the antenna element and the demultiplexing circuit , wherein the demultiplexing circuit includes a directional coupling circuit and a ring-type resonance circuit and is fed. A plurality of directional filtering circuits arranged in descending order of operating frequency and having different operating frequencies, and the plurality of antennas having different operating frequencies so as to correspond to each of the plurality of directional filtering circuits Elementary Provided with a corresponding integrated antenna duplexer substrate, characterized in that said directional filtering circuit and said antenna element are connected so that each becomes possible signal transduction.

The antenna substrate or integrated antenna duplexer substrate according to claim 1, characterized in that a said ground layer on one attachment surface of the demultiplexer board.

Integrated antenna duplexer substrate according to claim 1, wherein the antenna substrate and the demultiplexer substrate, each comprising the ground layer, characterized by comprising electrically connecting each of the ground layer.

On the surface of the demultiplexer board, an integrated antenna component according to the plurality of the antenna substrate on which the antenna elements different operating frequencies are provided respectively in claim 1, characterized by being integrally attached Corrugated board.

In the antenna substrate, the first on one surface of the dielectric substrate, an integrated antenna duplexer substrate according to claim 1, operating frequency, characterized in that it comprises a plurality of different antenna elements.

6. The antenna element according to claim 1, wherein the antenna element and the branching circuit are connected so as to enable signal transmission by electromagnetic coupling through a slot provided in the ground layer. An antenna-integrated duplexer substrate as described in 1.