JP6569915B2 - アンテナ及びこれを備えるアンテナモジュール - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ及びこれを備えるアンテナモジュールに関するものである。

今までの通信システムには、主にＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域が使用されてきたが、今後新しい高速情報の伝送のための通信システムには、８０２．１１ａｄ通信の６０ＧＨｚのようなＥＨＦ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域が使用される予定である。

ＥＨＦ帯域の通信システムでは、高速情報の伝送のためのＵＨＦ帯域の通信システムに使用される帯域幅（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）に比べて１０〜１００倍水準の光帯域幅が使用されるが、６０ＧＨｚのようなＥＨＦ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域が使用される通信システムは、一般のＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域の通信システムとは異なり、高周波数による信号伝達損失という大きな問題があるため、多数のアンテナを必要とする。これにより、ＥＨＦ帯域の通信システムでは、多数のアンテナをプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）に埋め込む形でパッケージする。

本発明の目的は、ＥＨＦ帯域で使用できるアンテナ及びこれを備えるアンテナモジュールを提供することである。

本発明の実施形態によるアンテナは、複数の給電パッドと、上記給電パッドの一側に位置し、上記複数の給電パッドと離れて配置され、且つ一つの導体板で形成される放射部と、上記複数の給電パッドの他側に配置される接地部と、を含み、上記給電パッドは、それぞれ多角形状に形成される。

本発明の実施形態において、上記複数の給電パッドは、全体の領域が上記放射部と対面するように配置されることができる。

本発明の実施形態において、上記複数の給電パッドは、一直線上において離れて配置される第１給電パッド及び第２給電パッドを含むことができる。

本発明の実施形態において、一端が上記第１給電パッドに結合される第１ビアと、上記第２給電パッドに結合される第２ビアと、を含むことができる。

本発明の実施形態において、上記第１ビア及び上記第２ビアは、上記接地部を貫通するように配置され、他端は上記接地部と離れて配置される給電パターンと連結されることができる。

本発明の実施形態において、上記複数の給電パッドは、長さ及び幅を有する長方形形状に形成されることができる。

本発明の実施形態において、上記放射部は長方形形状に形成され、上記複数の給電パッドの長さは上記放射部の長さの４０％以下で形成され、上記複数の給電パッドの幅は上記放射部の幅の３０％以下で形成されることができる。

本発明の実施形態において、放射周波数は上記複数の給電パッドの長さ及び上記放射部の長さの組み合わせによって決定され、インピーダンス整合は上記複数の給電パッドの位置又は面積の調整によって行われることができる。

本発明の実施形態において、上記複数の給電パッドは、４つが四方に向かって配置されて、二重偏波の送受信に用いられることができる。

本発明の実施形態において、上記複数の給電パッドと上記接地部の間に配置され、上記複数の給電パッド又は上記接地部と電気的に連結されないメタグラウンド部をさらに含むことができる。

本発明の実施形態において、上記メタグラウンド部は、８つの導電性パッドで形成され、全体的に四角のリング状に配置されることができる。

本発明の実施形態において、上記複数の給電パッドが配置された平面と同一の平面上に配置されるダミーパターンをさらに含むことができる。

本発明の実施形態において、上記ダミーパターンは、４つの導電性パッドで形成され、四方に向かって配置された４つの上記複数の給電パッドの間にそれぞれ配置されることができる。

また、本発明の他の実施形態によるアンテナモジュールは、上記したアンテナと、上記アンテナの給電パッドと電気的に連結されて、上記アンテナを介して信号を送受信する信号処理素子と、を含む。

本発明の他の実施形態において、上記アンテナは、複数個が配置されてアレイアンテナとして動作することができる。

本発明の他の実施形態において、上記アンテナは、６０ＧＨｚ帯域に基づくＷｉＦｉ（登録商標）用のアンテナであることができる。

また、本発明の他の実施形態によるアンテナは、一つの導体板で形成される放射部と、接地部と、上記放射部と上記接地部の一面の間に配置され、上記放射部と一定の距離離れて配置される複数の給電パッドと、を含み、上記複数の給電パッドの全体の面積は、上記放射部の面積よりも小さい。

本発明の他の実施形態において、上記複数の給電パッドはすべて上記放射部と対面するように配置され、上記接地部は、上記複数の給電パッド及び上記放射部と対面するように配置され、上記接地部の内側部（ｉｎｎｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）は、上記複数の給電パッド及び上記放射部と対面するように配置され、上記接地部の外側部（ｏｕｔｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）は、上記複数の給電パッド及び上記放射部と対面しないように配置されることができる。

本発明の他の実施形態において、上記複数の給電パッドは第１給電パッド及び第２給電パッドを含み、上記接地部の他面に配置される第１給電パターン及び第２給電パターンと、上記第１給電パッドと上記第１給電パターンを連結する第１ビアと、上記第２給電パッドと上記第２給電パターンを連結する第２ビアと、をさらに含み、上記第１ビアは、上記第２ビアと最も近い位置で上記第１給電パッドと連結され、上記第２ビアは、上記第１ビアと最も近い位置で上記第２給電パッドと連結されることができる。

本発明の他の実施形態において、上記複数の給電パッドと上記接地部の間に配置され、上記複数の給電パッド又は上記接地部と電気的に連結されないメタグラウンド部をさらに含み、上記複数の給電パッドは、全体が上記放射部及び上記メタグラウンド部と対面するように配置されることができる。

また、本発明の他の実施形態によるアンテナは、一つの導体板で形成される放射部と、接地部と、上記放射部と上記接地部の一面の間に配置され、第１偏波方向に沿って一直線上に配置される第１給電パッド及び第２給電パッドと、上記放射部と上記接地部の一面の間に配置され、上記第１偏波方向と方向が異なる第２偏波方向に沿って一直線上に配置される第３給電パッド及び第４給電パッドと、を含み、上記第１給電パッド、上記第２給電パッド、上記第３給電パッド、及び上記第４給電パッドは、同一の平面上に配置され、上記第１給電パッド、上記第２給電パッド、上記第３給電パッド、及び上記第４給電パッドは、すべて上記放射部と対面するように配置される。

本発明の他の実施形態において、上記第１給電パッド及び上記第２給電パッドは、上記第１偏波の多重給電のために同一の長さで形成され、上記第３給電パッド及び上記第４給電パッドは、上記第２偏波の多重給電のために同一の長さで形成されることができる。

本発明の他の実施形態において、上記第１給電パッド、上記第２給電パッド、上記第３給電パッド、及び上記第４給電パッドが配置された平面上に配置され、上記第１給電パッド、上記第２給電パッド、上記第３給電パッド、及び上記第４給電パッドならびに上記接地部と電気的に連結されないダミーパターンをさらに含み、上記ダミーパターンは、上記第１給電パッド及び上記第２給電パッドに隣接して配置される第１導電性パッドと、上記第２給電パッド及び上記第３給電パッドに隣接して配置される第２導電性パッドと、上記第３給電パッド及び上記第４給電パッドに隣接して配置される第３導電性パッドと、上記第４給電パッド及び上記第１給電パッドに隣接して配置される第４導電性パッドと、を含むことができる。

本発明の他の実施形態において、上記接地部と、上記第１給電パッド、上記第２給電パッド、上記第３給電パッド、上記第４給電パッド、上記第１導電性パッド、上記第２導電性パッド、上記第３導電性パッド、及び上記第４導電性パッドの間に配置され、上記接地部、上記第１給電パッド、上記第２給電パッド、上記第３給電パッド、上記第４給電パッド、上記第１導電性パッド、上記第２導電性パッド、上記第３導電性パッド、及び上記第４導電性パッドと電気的に連結されないメタグラウンド部をさらに含み、上記メタグラウンド部は、上記接地部と上記第１導電性パッドの間に配置される第５導電性パッドと、上記接地部と上記第１給電パッドの間に配置される第６導電性パッドと、上記接地部と上記第２導電性パッドの間に配置される第７導電性パッドと、上記接地部と上記第２給電パッドの間に配置される第８導電性パッドと、上記接地部と上記第３導電性パッドの間に配置される第９導電性パッドと、上記接地部と上記第３給電パッドの間に配置される第１０導電性パッドと、上記接地部と上記第４導電性パッドの間に配置される第１１導電性パッドと、上記接地部と上記第４給電パッドの間に配置される第１２導電性パッドと、を含むことができる。

本発明の実施形態によるアンテナ及びアンテナモジュールは、アンテナの放射面の面積を最小化することができる。これにより、ＥＨＦ帯域で使用できる小型のアンテナを提供することができる。

本発明の実施形態によるアンテナを概略的に示した断面図である。 図１に示すアンテナの斜視図である。 図１に示すアンテナのアンテナ利得を測定して示したグラフである。 図１に示すアンテナの反射損失を測定して示したグラフである。 本発明の他の実施形態によるアンテナを概略的に示した斜視図である。 本発明の他の実施形態によるアンテナを概略的に示した断面図である。 図６に示すアンテナの斜視図である。 図６に示すアンテナのアンテナ利得を測定して示したグラフである。 本発明の実施形態によるアンテナモジュールを概略的に示した斜視図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがある。

一方、本明細書において、上側、上部、下側、下部、側面などの表現は、図面に示すことを基準に説明したものであって、該当する対象の方向が変更されると異なって表現されることを予め明らかにしておく。

図１は、本発明の実施形態によるアンテナを概略的に示した断面図であり、図２は、図１に示すアンテナの斜視図であって、絶縁部材を省略して示した図面である。

図１及び図２を参照すると、本実施形態によるアンテナ１００は、絶縁部材１１０と、給電部１３０と、放射部１８０と、接地部１７０と、を含むことができる。

絶縁部材１１０としては絶縁基板を使用することができる。例えば、絶縁部材は、複数の層で形成された多層基板であってもよく、セラミック基板、プリント回路基板、及び軟性基板のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、これに限定されるものではない。

給電部１３０は、第１給電部１３０ａと、第２給電部１３０ｂと、を含む。第１給電部１３０ａは、第１給電パッド１３１ａと、第１給電パターン１３３ａと、第１給電パターン１３３ａと第１給電パッド１３１ａを連結する第１ビア１３２ａと、を含むことができる。また、第２給電部１３０ｂは、第２給電パッド１３１ｂと、第２給電パターン１３３ｂと、第２ビア１３２ｂと、を含むことができる。

給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、同一の平面上に配置される。

第１給電パッド１３１ａと第２給電パッド１３１ｂは、同一の形状及び面積を有するように形成されることができ、一直線上に配置され、且つ一定の距離離れて配置される。

給電パッド１３１ａ、１３１ｂは多角形の構造を有することができる。本実施形態では、おおよそ長方形形状に形成される。しかし、正方形形状に形成するなど、様々な変形が可能である。

また、図２を参照すると、本実施形態において、各給電パッド１３１ａ、１３１ｂの幅Ｗ１は、放射部１８０の幅Ｗ２の３０％以下で形成されることができる。そして、各給電パッド１３１ａ、１３１ｂの長さＬ１は、放射部の長さＬ２の４０％以下で形成されることができる。給電パッド１３１ａ、１３１ｂが上記サイズよりも大きく形成される場合には放射効率が低下する可能性がある。

各給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、ビア１３２ａ、１３２ｂを介して各給電パターン１３３ａ、１３３ｂと連結される。

ビア１３２ａ、１３２ｂは、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの下部面において給電パッド１３１ａ、１３１ｂと直交する形で長く延長されて給電パターン１３３ａ、１３３ｂと連結される。これにより、ビア１３２ａ、１３２ｂは、一端が給電パッド１３１ａ、１３１ｂと連結され、他端が給電パターン１３３ａ、１３３ｂと連結される。

第１ビア１３２ａは第１給電パッド１３１ａと連結され、第２ビア１３２ｂは第２給電パッド１３１ｂと連結される。

このとき、第１ビア１３２ａ及び第２ビア１３２ｂは、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの中心ではなく、一側に偏った位置に配置される。より具体的には、第１給電パッド１３１ａと連結される第１ビア１３２ａは、第２給電パッド１３１ｂと最大限隣接している位置に配置される。また、第２給電パッド１３１ｂと連結される第２ビア１３２ｂは、第１給電パッド１３１ａと最大限隣接している位置に配置される。

しかし、本実施形態による第１ビア１３２ａ及び第２ビア１３２ｂは、上記した構成に限定されず、第１給電パッド１３１ａ及び第２給電パッド１３１ｂと結合される位置であれば、様々な位置に配置されることができる。但し、第１ビア１３２ａ及び第２ビア１３２ｂが互いに近すぎる位置に配置される場合、第１ビア１３２ａを介して伝送される信号と、第２ビア１３２ｂを介して伝送される信号との間で干渉が発生することがある。したがって、本実施形態による第１ビア１３２ａ及び第２ビア１３２ｂは、放射部１８０の長さＬ２の１０％以上となるように離れて配置する。

また、図１に示すように、第１ビア１３２ａ及び第２ビア１３２ｂは、接地部１７０を貫通して、接地部１７０の下部に配置される給電パターン１３３ａ、１３３ｂとそれぞれ連結される。このとき、ビア１３２ａ、１３２ｂは、接地部１７０と電気的に絶縁される。

給電パターン１３３ａ、１３３ｂは、接地部１７０の下部に配置される。これにより、接地部１７０は、給電パターン１３３ａ、１３３ｂと給電パッド１３１ａ、１３１ｂの間に配置される。

給電パターン１３３ａ、１３３ｂは、信号処理素子（図示せず）と連結されて、信号処理素子から印加される信号を給電パッド１３１ａ、１３１ｂに伝達する。

第１給電パターン１３３ａ及び第２給電パターン１３３ｂは、互いに接触せず、それぞれ独立して信号処理素子と連結される。

第１給電部１３０ａと第２給電部１３０ｂは、単一偏波の送受信に用いられることができる。これにより、本実施形態によるアンテナは、多重給電が可能である。

このため、本実施形態による第１給電部１３０ａ及び第２給電部１３０ｂは、同一の長さで形成されることができる。また、互いに対称をなす構造で配置されることができる。

放射部１８０は、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの一側（例えば、上部）に配置される。

放射部１８０は、給電パッド１３１ａ、１３１ｂと一定の距離離れて配置され、一つの導体板からなる。放射部１８０は、給電パッド１３１ａ、１３１ｂと平行となるように配置され、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの全体を完全に覆うサイズに形成される。

本実施形態では、放射部１８０が四角形状に形成される場合を例に挙げているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて、他の形状に変更されることができる。

このような本実施形態による放射部１８０は、従来に比べて放射面積が増加するため、アンテナの高利得特性を確保することができる。

本実施形態において、給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、放射部１８０と対面する領域内に配置される。これにより、給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、全体が放射部１８０と重なる範囲内で様々な位置に配置されることができる。

かかる給電パッド１３１ａ、１３１ｂの位置自由度は、アンテナの入力インピーダンスの調整の自由度につながって、アンテナ自体の効率を増加させることで高利得アンテナを実現することができる。

接地部１７０は、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの他側（例えば、下部）に配置され、給電部１３０又は放射部１８０よりも広い面積に形成されることができる。

接地部１７０は、給電パッド１３１ａ、１３１ｂと平行に配置され、内部にはビア１３２ａ、１３２ｂが配置される空き空間を備える。

図３は、図１に示すアンテナのアンテナ利得を測定して示したグラフであり、図４は、図１に示すアンテナの反射損失を測定して示したグラフである。ここで、第１アンテナＡｎｔ１は、図１に示す本実施形態のように給電パッド１３１ａ、１３１ｂの全体が放射部１８０と対面する範囲内に配置されたアンテナであって、第２アンテナＡｎｔ２は、給電パッド１３１ａ、１３１ｂのうち少なくとも一部が放射部１８０の外側に外れるように配置されたアンテナである。

図３及び図４を参照すると、本実施形態のように給電パッド１３１ａ、１３１ｂの全体が放射部１８０と対面する範囲内に配置された第１アンテナＡｎｔ１は、第２アンテナＡｎｔ２に比べてアンテナ利得が約１ｄＢ高く測定されたことが分かる。また、反射損失は２ｄＢ以上低くなることが確認できる。

これにより、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの全体が放射部１８０と対面する範囲内に配置される場合、アンテナ効率が向上することが分かる。したがって、本実施形態によるアンテナは、給電部１３０の給電パッド１３１ａ、１３１ｂの全体が放射部１８０と対面する領域内に配置される。

このように構成される本実施形態によるアンテナ１００の給電部１３０は、放射部１８０と接触しないように放射部１８０と離れて配置され、カップリング（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を介して放射部１８０に信号を伝達する。

その結果、従来のダイポールアンテナに比べて放射面積（Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が増加する。これにより、放射される信号のサイズを増加させて、高利得アンテナの特性を確保することができる。

従来のダイポールアンテナの場合、放射部が給電部から延長されるため、放射部が線状又は棒状に形成され、放射部の長さは該当周波数の半波長の長さに形成されていた。

これに対し、本実施形態によるアンテナは、放射部１８０が給電部１３０と離れて配置されて放射部１８０への直接給電が行われず、カップリング（Ｃｏｕｐｌｉｉｎｇ）給電構造で構成される。これにより、給電構造の長さ、給電パッド１３１ａ、１３１ｂに印加される信号の位相差、及び放射部１８０の長さの組み合わせによって放射周波数が決定される。

そのため、本実施形態による給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、周波数の波長の長さとの直接関連性がない。これにより、本実施形態の給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、従来のダイポールアンテナの放射部よりも短い長さに形成される。また、本実施形態において、放射部１８０のサイズは、給電パッド１３１ａ、１３１ｂのサイズに基づいて規定される。

したがって、本実施形態の放射部１８０は、従来のダイポールアンテナの放射部の長さの７０％以下に形成することができ、アンテナの放射面の面積を最小化することができる。

また、本実施形態では、給電構造の位置又は面積を調整して、インピーダンスを整合する。例えば、給電パッド１３１ａ、１３１ｂの長さ及び幅を調整することでアンテナの入力インピーダンスを整合することができ、給電パッド１３１ａ、１３１ｂと連結されるビア１３２ａ、１３２ｂの位置を変化させることで各給電部１３０に伝達される位相を調節することができる。

また、本実施形態によるアンテナは多重給電構造を有する。より具体的には、給電部１３０に信号を印加する信号処理素子（図示せず）は、第１給電部１３０ａ及び第２給電部１３０ｂとそれぞれ連結され、第１給電部１３０ａ及び第２給電部１３０ｂにともに信号を印加する。これにより、アンテナ入力信号のサイズを増加させることができ、その結果、放射利得が増加する。

一方、放射部が給電部から直接延長される従来（例えば、従来のダイポールアンテナ）の場合、放射部がダイポール（Ｄｉｐｏｌｅ）の形を維持するために、２つの給電パッドの離隔距離を非常に狭く配置していた。しかし、本実施形態によるアンテナでは、放射部１８０が給電部１３０と連結されず、給電部１３０と離れて配置されるため、給電パッド１３１ａ、１３１ｂは、放射部１８０と対面する領域内で様々な位置に配置されることができる。これにより、従来に比べて給電位置の自由度が高い。

一方、本発明によるアンテナは、上記した実施形態に限定されず、様々な変形が可能である。

図５は、本発明の他の実施形態によるアンテナを概略的に示した斜視図であって、図２と同様に絶縁部材を省略した構造を示している。

図５を参照すると、本実施形態によるアンテナは、４つの給電部１３０を備える。これにより、給電パッド１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄも４つ備えられる。しかし、これに限定されるものではなく、６つ又は８つの給電部を含むなど、必要に応じて、様々な変形が可能である。

４つの給電パッド１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄは、四方に向かうように配置され、ビア１３２は、互いに向かい合うように隣接して配置されることができる。

上述した実施形態と同様に、本実施形態によるアンテナも、給電パッド１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄは、すべて放射部１８０と重なる位置に配置される。

また、互いに向かい合うように配置される２つの給電パッド１３１ａ、１３１ｂは一直線上において離れて配置され、残りの２つの給電パッド１３１ｃ、１３１ｄも一直線上において離れて配置される。

このように構成される本実施形態によるアンテナは、二重偏波（ｄｕａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）の送受信に用いられることができる。また、各偏波（垂直偏波、水平偏波）毎に２つの給電部１３０がそれぞれ配置されるため、多重給電が可能である。

図６は、本発明の他の実施形態によるアンテナを概略的に示した断面図であり、図７は、図６に示すアンテナの斜視図であって、絶縁部材を省略して示した図面である。

図６及び図７を参照すると、本実施形態によるアンテナ２００は、放射部１８０と接地部１７０の間に、メタグラウンド部１９０及びダミーパターン１５０が配置される。

メタグラウンド（Ｍｅｔａ ｇｒｏｕｎｄ）部１９０は、給電パッド（以下、１３１）と接地部１７０の間に配置される。メタグラウンド部１９０は、給電パッド１３１又は接地部１７０と平行となるように配置され、給電部１３０又は接地部１７０と電気的に連結されない。

メタグラウンド部１９０は、接地部１７０より給電パッド１３１に隣接して配置される。

メタグラウンド部１９０が接地部１７０と電気的に連結される場合、メタグラウンド部１９０は接地部１７０として動作するようになる。この場合、接地部１７０と給電パッド１３１が非常に近接して配置されるため、信号損失が発生する可能性がある。

したがって、本実施形態によるメタグラウンド部１９０は、接地部１７０又は給電部１３０と電気的に連結されないダミー形状の導電性パッドで形成され、メッシュ（Ｍｅｓｈ）状又は格子状のような複数の導電性片が配列される形態で形成される。

給電パッド１３１と接地部１７０の間の間隔が増加するほど放射部１８０のサイズは縮小される必要がある。しかし、本実施形態では、メタグラウンド部１９０が類似接地部として動作するため、給電パッド１３１と接地部１７０の間の間隔が大きくても放射部１８０のサイズを維持することで高利得アンテナを実現することができる。

ダミーパターン１５０は、メタグラウンド部１９０と同様に、ダミー形状の導電性パッドで形成される。

ダミーパターン１５０は、給電パッド１３１が配置された平面と同一の平面上に配置され、給電パッド１３１と一定の距離離れて配置される。しかし、これに限定されず、ダミーパターン１５０は、給電パッド１３１が形成された平面ではなく、基板内の他の面に配置されることもできる。また、一つの平面ではなく、複数の平面にダミーパターンを配置することも可能である。

ダミーパターン１５０は、全体の領域が放射部１８０と対面するように配置されることができる。一方、メタグラウンド部１９０は、全体の領域が放射部１８０と対面するように配置してもよく、一部だけ放射部１８０と対面し、少なくとも一部が放射部の外部に露出するように配置してもよい。

本実施形態において、ダミーパターン１５０は、四方に向かって配置された４つの給電パッド１３１の間にそれぞれ配置される。

また、メタグラウンド部１９０は、８つの導電性パッドが、ダミーパターン１５０と給電パッド１３１の下部においてダミーパターン１５０又は給電パッド１３１と対面する形で配置される。本実施形態において、メタグラウンド部１９０は、全体的に中心部が空いている四角のリング（ｒｉｎｇ）状に導電性パッドが配置された形態で構成される。しかし、これに限定されるものではない。

図８は、図６に示すアンテナのアンテナ利得（Ｇａｉｎ）を測定して示したグラフである。ここで、第３アンテナＡｎｔ３は図６に示すアンテナであり、第４アンテナＡｎｔ４はメタグラウンド部１９０及びダミーパターン１５０を含まないアンテナを示す。

ダミーパターン１５０
図８を参照すると、本実施形態による第３アンテナＡｎｔ３は、第４アンテナＡｎｔ４に比べて全体的にアンテナ利得が２〜３ｄＢ高く測定されたことが分かる。これにより、アンテナ効率が向上したことが分かる。

一方、本実施形態のアンテナは、メタグラウンド部１９０及びダミーパターン１５０をともに含むが、このうちいずれかのみを含むように構成することも可能である。

図９は、本発明の実施形態によるアンテナモジュールを概略的に示した斜視図であって、説明の便宜のために、アンテナの絶縁部材を省略して示した。

図９を参照すると、本実施形態によるアンテナモジュールは、６０ＧＨｚ帯域に基づくＷｉＦｉ（登録商標）用のアンテナモジュールであって、回路基板１０２の一面に実装される複数のアンテナ１００、１０１と、アンテナ１００、１０１と連結される少なくとも１つの信号処理素子（図示せず）と、を備える。ここで、信号処理素子は、回路基板１０２の他面に実装されることができるが、これに限定されるものではない。

複数のアンテナ１００、１０１は、アレイアンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）として動作する。

複数のアンテナ１００、１０１のうち少なくとも一つとしては、図２に示すアンテナ１００が用いられる。しかし、これに限定されず、図５に示すアンテナ又は図７に示すアンテナが用いられることもできる。また、複数のアンテナのうち一部ではなく、全体を本発明のアンテナ１００として構成することも可能である。

一方、図９において、本実施形態のアンテナ１００ではない他のアンテナ１０１は、従来のアンテナであって、本発明のように、多重給電構造を備えることなく、各偏波毎に単一の給電部を有するアンテナである。このように、本実施形態によるアンテナは、必要に応じて、従来のアンテナとも組み合わされてアレイアンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）として動作することができる。

また、従来のアンテナ１０１は、放射部周辺にダミー金属板１０１ａが配置される。かかるダミー金属板１０１ａは、放射効率を増加させるために備える構成である。したがって、図示されていないが、必要に応じて、本発明のアンテナにも適用することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ アンテナ
１１０ 絶縁部材
１３０ 給電部
１５０ ダミーパターン
１７０ 接地部
１８０ 放射部
１９０ メタグラウンド部

Claims (22)

1. 一直線上において離れて配置される第１給電パッド及び第２給電パッドを含む複数の給電パッドと、
   前記複数の給電パッドの一側に位置し、前記複数の給電パッドと離れて配置され、且つ一つの導体板で形成される放射部と、
   前記複数の給電パッドの他側に配置される接地部と、
   一端が前記第１給電パッドに結合される第１ビアと、一端が前記第２給電パッドに結合される第２ビアと、を含み、
   前記複数の給電パッドは、それぞれ多角形状に形成され、
   前記第１給電パッドは、前記第１ビアが連結される第１辺と、前記第１辺の反対側の、前記第１辺より前記放射部の外縁側に位置する第２辺とを含み、
   前記第２給電パッドは、前記第１辺に対向して配置され、前記第２ビアが連結される第３辺と、前記第３辺の反対側の、前記第３辺より前記放射部の外縁側に位置する第４辺とを含み、
   前記第１ビアは、前記第１給電パッドの前記第１辺から前記接地部に向かって延び、
   前記第２ビアは、前記第２給電パッドの前記第３辺から前記接地部に向かって延びる、
   アンテナ。
2. 前記複数の給電パッドは、全体の領域が前記放射部と対面するように配置される、請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記第１ビア及び前記第２ビアは、前記放射部の長さの１０％以上となるように離れて配置されている、請求項１または２に記載のアンテナ。
4. 前記第１ビア及び前記第２ビアは、前記接地部を貫通するように配置され、他端は前記接地部と離れて配置される給電パターンと連結される、請求項１から３の何れか１つに記載のアンテナ。
5. 前記複数の給電パッドは、長さ及び幅を有する長方形形状に形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ。
6. 前記放射部は長方形形状に形成され、
   前記複数の給電パッドの長さは前記放射部の長さの４０％以下で形成され、
   前記複数の給電パッドの幅は前記放射部の幅の３０％以下で形成される、請求項５に記載のアンテナ。
7. 放射周波数は前記複数の給電パッドの長さ及び前記放射部の長さの組み合わせによって決定され、インピーダンス整合は前記複数の給電パッドの位置又は面積の調整によって行われる、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ。
8. 前記複数の給電パッドは、一直線上において離れて配置される第３給電パッド及び第４給電パッドをさらに含み、
   前記アンテナは、一端が前記第３給電パッドに結合される第３ビアと、一端が前記第４給電パッドに結合される第４ビアと、を含み、
   前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、及び前記第４給電パッドは、四方に向かって配置されて、二重偏波の送受信に用いられ、
   前記第３給電パッドは、前記第３ビアが連結される第５辺と、前記第５辺の反対側の、前記第５辺より前記放射部の外縁側に位置する第６辺とを含み、
   前記第４給電パッドは、前記第５辺に対向して配置され、前記第４ビアが結合される第７辺と、前記第７辺の反対側の、前記第７辺より前記放射部の外縁側に位置する第８辺とを含み、
   前記第３ビアは、前記第３給電パッドの前記第５辺から前記接地部に向かって延び、
   前記第４給電パッドの前記第７辺から前記接地部に向かって延びる、
   請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ。
9. 前記複数の給電パッドと前記接地部の間に配置され、前記複数の給電パッド又は前記接地部と電気的に連結されないメタグラウンド部をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ。
10. 前記メタグラウンド部は、８つの導電性パッドで形成され、全体的に四角のリング状に配置される、請求項９に記載のアンテナ。
11. 前記複数の給電パッドが配置された平面と同一の平面上に配置されるダミーパターンをさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナ。
12. 前記ダミーパターンは、４つの導電性パッドで形成され、四方に向かって配置された４つの前記複数の給電パッドの間にそれぞれ配置される、請求項１１に記載のアンテナ。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のアンテナと、
    前記複数の給電パッドと電気的に連結されて、前記アンテナを介して信号を送受信する信号処理素子と、を含む、アンテナモジュール。
14. 前記アンテナは、複数個が配置されてアレイアンテナとして動作する、請求項１３に記載のアンテナモジュール。
15. 前記アンテナは、６０ＧＨｚ帯域に基づくＷｉＦｉ（登録商標）用のアンテナである、請求項１３又は１４に記載のアンテナモジュール。
16. 一つの導体板で形成される放射部と、
    接地部と、
    前記放射部と前記接地部の一面の間に配置され、前記放射部と一定の距離離れて配置され、第１給電パッド及び第２給電パッドを含む複数の給電パッドと、
    前記接地部の他面に配置される第１給電パターン及び第２給電パターンと、
    前記第１給電パッドと前記第１給電パターンを連結する第１ビアと、
    前記第２給電パッドと前記第２給電パターンを連結する第２ビアと、を含み、
    前記第１給電パッドは、前記第１ビアが連結される第１辺と、前記第１辺の反対側の、前記第１辺より前記放射部の外縁側に位置する第２辺とを含み、
    前記第２給電パッドは、前記第１辺に対向して配置され、前記第２ビアが連結される第３辺と、前記第３辺の反対側の、前記第３辺より前記放射部の外縁側に位置する第４辺とを含み、
    前記第１ビアは、前記第１給電パッドの前記第１辺から前記接地部に向かって延び、
    前記第２ビアは、前記第２給電パッドの前記第３辺から前記接地部に向かって延び、
    前記複数の給電パッドの全体の面積は、前記放射部の面積よりも小さい、アンテナ。
17. 前記複数の給電パッドはすべて前記放射部と対面するように配置され、
    前記接地部は、前記複数の給電パッド及び前記放射部と対面するように配置され、
    前記接地部の内側部（ｉｎｎｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）は、前記複数の給電パッド及び前記放射部と対面するように配置され、
    前記接地部の外側部（ｏｕｔｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）は、前記複数の給電パッド及び前記放射部と対面しないように配置される、請求項１６に記載のアンテナ。
18. 前記複数の給電パッドと前記接地部の間に配置され、前記複数の給電パッド又は前記接地部と電気的に連結されないメタグラウンド部をさらに含み、
    前記複数の給電パッドは、全体が前記放射部及び前記メタグラウンド部と対面するように配置される、請求項１６または１７に記載のアンテナ。
19. 一つの導体板で形成される放射部と、
    接地部と、
    前記放射部と前記接地部の一面の間に配置され、第１偏波方向に沿って一直線上に配置される第１給電パッド及び第２給電パッドと、
    前記放射部と前記接地部の一面の間に配置され、前記第１偏波方向と方向が異なる第２偏波方向に沿って一直線上に配置される第３給電パッド及び第４給電パッドと、
    一端が前記第１給電パッドに結合される第１ビア、一端が前記第２給電パッドに結合される第２ビア、一端が前記第３給電パッドに結合される第３ビア、及び一端が前記第４給電パッドに結合される第４ビアと
    を含み、
    前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、及び前記第４給電パッドは、同一の平面上に配置され、
    前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、及び前記第４給電パッドは、すべて前記放射部と対面するように配置され、
    前記第１給電パッドは、前記第１ビアが連結される第１辺と、前記第１辺の反対側の、前記第１辺より前記放射部の外縁側に位置する第２辺とを含み、
    前記第２給電パッドは、前記第１辺に対向して配置され、前記第２ビアが連結される第３辺と、前記第３辺の反対側の、前記第３辺より前記放射部の外縁側に位置する第４辺とを含み、
    前記第１ビアは、前記第１給電パッドの前記第１辺から前記接地部に向かって延び、
    前記第２ビアは、前記第２給電パッドの前記第３辺から前記接地部に向かって延び、
    前記第３給電パッドは、前記第３ビアが連結される第５辺と、前記第５辺の反対側の、前記第５辺より前記放射部の外縁側に位置する第６辺とを含み、
    前記第４給電パッドは、前記第５辺に対向して配置され、前記第４ビアが連結される第７辺と、前記第７辺の反対側に、前記第７辺より前記放射部の外縁側に位置する第８辺とを含み、
    前記第３ビアは、前記第３給電パッドの前記第５辺から前記接地部に向かって延び、
    前記第４ビアは、前記第４給電パッドの前記第７辺から前記接地部に向かって延びる、アンテナ。
20. 前記第１給電パッド及び前記第２給電パッドは、前記第１偏波の多重給電のために同一の長さで形成され、
    前記第３給電パッド及び前記第４給電パッドは、前記第２偏波の多重給電のために同一の長さで形成される、請求項１９に記載のアンテナ。
21. 前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、及び前記第４給電パッドが配置された平面上に配置され、前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、及び前記第４給電パッドならびに前記接地部と電気的に連結されないダミーパターンをさらに含み、
    前記ダミーパターンは、
    前記第１給電パッド及び前記第２給電パッドに隣接して配置される第１導電性パッドと、
    前記第２給電パッド及び前記第３給電パッドに隣接して配置される第２導電性パッドと、
    前記第３給電パッド及び前記第４給電パッドに隣接して配置される第３導電性パッドと、
    前記第４給電パッド及び前記第１給電パッドに隣接して配置される第４導電性パッドと、を含む、請求項１９または２０に記載のアンテナ。
22. 前記接地部と、前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、前記第４給電パッド、前記第１導電性パッド、前記第２導電性パッド、前記第３導電性パッド、及び前記第４導電性パッドの間に配置され、前記接地部、前記第１給電パッド、前記第２給電パッド、前記第３給電パッド、前記第４給電パッド、前記第１導電性パッド、前記第２導電性パッド、前記第３導電性パッド、及び前記第４導電性パッドと電気的に連結されないメタグラウンド部をさらに含み、
    前記メタグラウンド部は、
    前記接地部と前記第１導電性パッドの間に配置される第５導電性パッドと、
    前記接地部と前記第１給電パッドの間に配置される第６導電性パッドと、
    前記接地部と前記第２導電性パッドの間に配置される第７導電性パッドと、
    前記接地部と前記第２給電パッドの間に配置される第８導電性パッドと、
    前記接地部と前記第３導電性パッドの間に配置される第９導電性パッドと、
    前記接地部と前記第３給電パッドの間に配置される第１０導電性パッドと、
    前記接地部と前記第４導電性パッドの間に配置される第１１導電性パッドと、
    前記接地部と前記第４給電パッドの間に配置される第１２導電性パッドと、を含む、請求項２１に記載のアンテナ。