WO2020031876A1 - アンテナ素子、アンテナモジュールおよび通信装置 - Google Patents

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WO2020031876A1
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radiation
ground electrode
electrode
electrodes
antenna element
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薫 須藤
弘嗣 森
尾仲　健吾
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株式会社村田製作所
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Definitions

  • the present invention relates to an antenna element in which a radiation electrode and a ground electrode are arranged to face each other, an antenna module including the antenna element, and a communication device including the antenna module.
  • Patent Document 1 discloses a high-frequency package including an antenna in which a radiation electrode and a ground conductor plate are arranged to face each other.
  • the antenna is formed as a stack type patch antenna including a parasitic element, and is provided at a position different from a cavity in a multilayer substrate. According to the high-frequency package, the band of the receivable high-frequency signal can be widened while suppressing the thickness.
  • the antenna element when the radiation electrode and the ground electrode are arranged so as to face each other, it is necessary to separate the radiation electrode and the ground electrode by a certain distance from the ground electrode in order to maintain an appropriate strength of the capacitive coupling between the radiation electrode and the ground electrode. It is known that there is.
  • a portion of the multilayer substrate in which the cavity is formed is thinner than a portion of the multilayer substrate in which the cavity is not formed.
  • the radiating electrode is located at a certain distance from the ground conductor plate by being disposed on a portion of the multilayer substrate where no cavity is formed.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve radiation characteristics of an antenna element in which a radiation electrode and a ground electrode are arranged to face each other.
  • the antenna element includes a dielectric substrate, a first ground electrode, a second ground electrode, a via conductor, and a radiation electrode.
  • the dielectric substrate has a first portion and a second portion. The first portion is flat. The second part is thinner than the first part.
  • the first ground electrode is disposed on the first portion.
  • the second ground electrode is disposed on the second portion.
  • the via conductor connects the first ground electrode and the second ground electrode.
  • the radiation electrode faces the first ground electrode in the first portion in the first thickness direction of the first portion.
  • the radiation electrode faces the second ground electrode in the second portion in the second thickness direction of the second portion.
  • the distance in the first thickness direction between the radiation electrode and the first ground electrode is greater than the distance in the second thickness direction between the radiation electrode and the second ground electrode.
  • a part of the radiation electrode does not face the second ground electrode and faces the first ground electrode.
  • the radiation characteristics can be improved.
  • FIG. 2 is a plan view of an antenna module including the antenna element according to the first embodiment when viewed from the X-axis direction.
  • FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of reflection characteristics of a radiation electrode when an interval W1 shown in FIG. 2 is changed.
  • FIG. 5 is a plan view of an antenna module including an antenna element according to a first modification of the first embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • FIG. 9 is a plan view of an antenna module including an antenna element according to a second modification of the first embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of the reflection characteristics of the radiation electrode when the interval W1 shown in FIG. 5 is changed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation result of an isolation characteristic of two radiation electrodes when an interval W1 illustrated in FIG. 5 is changed.
  • FIG. 14 is an external perspective view of an antenna module including the antenna element according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of the antenna module of FIG. 8 viewed from the X-axis direction.
  • FIG. 14 is a plan view of an antenna module according to a first modification of the second embodiment in an X-axis direction.
  • FIG. 13 is a plan view of an antenna module according to a second modification of the second embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • FIG. 13 is a plan view of a communication device according to Embodiment 3 when viewed from the X-axis direction.
  • FIG. 14 is a plan view of a communication device according to a first modification of the third embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • FIG. 21 is a plan view of a communication device according to a second modification of the third embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device 3000 including the antenna element 10.
  • Examples of the communication device 3000 include a mobile terminal such as a mobile phone, a smartphone, and a tablet, and a personal computer having a communication function.
  • the communication device 3000 includes an antenna module 1100 and a BBIC (Baseband Integrated Circuit) 2000 that forms a baseband signal processing circuit.
  • the antenna module 1100 includes an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) 140, which is an example of a high-frequency element, and the antenna element 10.
  • RFIC Radio Frequency Integrated Circuit
  • the communication device 3000 up-converts the baseband signal transmitted from the BBIC 2000 to the antenna module 1100 to a high-frequency signal and radiates it from the antenna element 10.
  • Communication device 3000 down-converts the high-frequency signal received by antenna element 10 to a baseband signal and performs signal processing by BBIC 2000.
  • the antenna element 10 is an antenna array in which a plurality of flat antenna elements (radiation conductors) are regularly arranged.
  • FIG. 1 shows a configuration of RFIC 140 corresponding to four radiation electrodes 110 surrounded by a dotted line among a plurality of radiation electrodes 110 included in antenna element 10.
  • the RFIC 140 includes switches 31A to 31D, 33A to 33D, and 37, power amplifiers 32AT to 32DT, low-noise amplifiers 32AR to 32DR, attenuators 34A to 34D, phase shifters 35A to 35D, and a signal combiner / demultiplexer. 36, a mixer 38, and an amplifier circuit 39.
  • RFIC 140 is formed as a one-chip integrated circuit component including circuit elements (switch, power amplifier, low noise amplifier, attenuator, and phase shifter) corresponding to a plurality of radiation electrodes 110 included in antenna element 10, for example.
  • the circuit element may be formed as a one-chip integrated circuit component for each radiation electrode 110 separately from the RFIC 140.
  • the switches 31A to 31D and 33A to 33D are switched to the low noise amplifiers 32AR to 32DR, and the switch 37 is connected to the receiving amplifier of the amplifier circuit 39.
  • the high-frequency signal received by the radiation electrode 110 passes through each signal path from the switches 31A to 31D to the phase shifters 35A to 35D, is multiplexed by the signal combiner / demultiplexer 36, and is converted into a baseband signal by the mixer 38.
  • the signal is down-converted, amplified by the amplifier circuit 39, and transmitted to the BBIC 2000.
  • the switches 31A to 31D and 33A to 33D are switched to the power amplifiers 32AT to 32DT, and the switch 37 is connected to the transmitting amplifier of the amplifier circuit 39.
  • the baseband signal transmitted from the BBIC 2000 is amplified by the amplifier circuit 39 and up-converted by the mixer 38.
  • the up-converted high-frequency signal is divided into four by the signal combining / demultiplexer 36, and is supplied to the radiation electrode 110 through each signal path from the phase shifters 35A to 35D to the switches 31A to 31D.
  • the directivity of the antenna element 10 can be adjusted by individually adjusting the phase shift degrees of the phase shifters 35A to 35D arranged in each signal path.
  • FIG. 2 is a plan view of the antenna module 1100 including the antenna element 100 according to the first embodiment as viewed from the X-axis direction.
  • the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. The same applies to FIGS. 4, 5 and 8 to 14.
  • the antenna module 1100 includes the antenna element 100 and the RFIC 140.
  • the antenna element 100 includes a radiation electrode 111, a ground electrode 131 (first ground electrode), a ground electrode 132 (second ground electrode), via conductors 150 and 151, and a dielectric substrate 120.
  • the normal direction of the radiation electrode 111 is the Z-axis direction.
  • the dielectric substrate 120 has a flat plate-shaped portion 101 (first portion) and a portion 102 (second portion). In the Z-axis direction, the portion 102 is thinner than the portion 101.
  • the dielectric substrate 120 is formed from an integral dielectric. That is, the dielectric substrate 120 is a substrate integrally formed of a dielectric material having a certain dielectric constant.
  • the ground electrodes 131 and 132 are arranged in the portions 101 and 102, respectively.
  • the ground electrodes 131 and 132 are connected by a via conductor 150.
  • the dielectric substrate 120 is formed from an integral dielectric.
  • the radiation electrode 111 faces the ground electrode 131 in the thickness direction (Z-axis direction) of the portion 101 in the portion 101, and faces the ground electrode 132 in the thickness direction (Z-axis direction) of the portion 102 in the portion 102.
  • the width of the radiation electrode 111 in the Y-axis direction is 2.5 mm.
  • the radiation electrode 111 does not entirely oppose the ground electrode 132, but a part of the radiation electrode 111 opposes the ground electrode 131 without opposing the ground electrode 132.
  • the interval in which the radiation electrode 111 faces the ground electrode 132 without facing the ground electrode 132 in the Y-axis direction is W1.
  • the via conductor 151 passes through the ground electrode 131 and connects the radiation electrode 111 and the RFIC 140.
  • the via conductor 151 is insulated from the ground electrode 131.
  • the RFIC 140 supplies a high-frequency signal to the radiation electrode 111 via the via conductor 151.
  • RFIC 140 receives a high-frequency signal from radiation electrode 111 via via conductor 151.
  • a space Spc is formed on the side of the portion 102 where the ground electrode 132 is arranged. Since other circuit elements are arranged in the space Spc, the distance between the radiation electrode 111 and the ground electrode 132 cannot be longer than H2.
  • the radiation electrode 111 is arranged so as to face not only the ground electrode 132 but also the ground electrode 131.
  • the distance H1 between the radiation electrode 111 and the ground electrode 131 is longer than the distance H2. Therefore, by making a part of the radiation electrode 111 face the ground electrode 131, the radiation characteristics of the antenna element 100 can be improved as compared with the case where the whole of the radiation electrode 111 faces the ground electrode 132.
  • FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of the reflection characteristics (relation between frequency and return loss (RL: Return : Loss)) of the radiation electrode 111 when the interval W1 shown in FIG. 2 is changed.
  • FIG. 3 shows the reflection characteristics in each case where the interval W1 is 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, and 2.5 mm.
  • the width of the bandwidth in which the reflection loss equal to or larger than the threshold is realized is one of the evaluation indexes of the radiation characteristics of the antenna element 100. That is, the wider the bandwidth, the better the radiation characteristics of the antenna element 100. Therefore, in FIG. 3, the radiation characteristics of the antenna element 100 when the interval W1 is changed are compared, paying attention to the width of the bandwidth where the reflection loss is 6 dB or more.
  • the dielectric substrate is formed from an integral dielectric.
  • the dielectric substrate may be formed from a plurality of dielectric layers.
  • FIG. 4 is a plan view of the antenna module 1100A including the antenna element 100A according to the first modification of the first embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • the configuration of the antenna module 1100A is a configuration in which the antenna element 100 in FIG. 2 is replaced with 100A.
  • the configuration of the antenna element 100A in FIG. 4 is a configuration in which the dielectric substrate 120 in FIG. 2 is replaced with 120A. The configuration other than these is the same, and thus the description will not be repeated.
  • the dielectric substrate 120A includes a dielectric layer 121 (first dielectric layer) and a dielectric layer 122 (second dielectric layer).
  • the dielectric layer 121 is a first substrate formed of a dielectric material having a first dielectric constant.
  • the dielectric layer 122 is a second substrate formed of a dielectric material having a second dielectric constant.
  • the dielectric substrate 120 is a substrate in which the dielectric layers 121 and 122 are integrated by heat welding or bonding with a connection member (for example, a solder bump).
  • the first permittivity and the second permittivity may be different.
  • the dielectric layer 121 is formed over the portions 101 and 102.
  • the dielectric layer 122 is formed in the portion 101.
  • the ground electrode 131 is disposed on the dielectric layer 122 in the portion 101.
  • the ground electrode 132 is disposed on the dielectric layer 121 in the portion 102.
  • the dielectric layers 121 and 122 may be welded to each other by heat, or may be bonded by a connecting member such as a solder bump.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 121 may be different from the dielectric constant of the dielectric layer 122.
  • the antenna element including one radiation electrode has been described.
  • the number of radiation electrodes may be two or more.
  • an antenna element including two radiation electrodes will be described.
  • FIG. 5 is a plan view of the antenna module 1100B including the antenna element 100B according to the second modification of the first embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • the configuration of the antenna module 1100B is a configuration in which the antenna element 100 in FIG. 2 is replaced with 100B.
  • the configuration of antenna element 100B in FIG. 5 is a configuration in which radiation electrode 112 and via conductor 152 are added to the configuration of antenna element 100 in FIG. The configuration other than these is the same, and thus the description will not be repeated.
  • the radiation electrode 112 is arranged on the portion 101 at a distance from the radiation electrode 111.
  • the via conductor 152 penetrates the ground electrode 131, and connects the radiation electrode 112 and the RFIC 140.
  • the via conductor 152 is insulated from the ground electrode 131.
  • the RFIC 140 supplies a high-frequency signal to the radiation electrode 112 via the via conductor 152.
  • RFIC 140 receives a high-frequency signal from radiation electrode 112 via via conductor 152.
  • FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of the reflection characteristics of the radiation electrode 112 when the interval W1 shown in FIG. 5 is changed.
  • FIG. 6 shows the reflection characteristics in each case where the interval W1 is 1.0 mm, 1.50 mm, 2.0 mm, and 2.5 mm. Since the reflection characteristics in each case show almost the same mode of change, each reflection characteristic is drawn as the same curve in FIG. That is, the reflection characteristics of the radiation electrode 112 are hardly affected by the interval W1.
  • FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of the isolation characteristics (the relationship between isolation and frequency) of the two radiation electrodes 111 and 112 when the distance W1 is changed.
  • FIG. 7 shows the isolation characteristics in each case where the interval W1 is 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, and 2.5 mm.
  • ⁇ ⁇ ⁇ Isolation of two radiation electrodes is an index indicating how much the two radiation electrodes are separated. In other words, the greater the isolation between the two radiation electrodes, the greater the proportion of signals that are not output from the other radiation electrode out of signals input from one radiation electrode.
  • the minimum value of each isolation characteristic is within a range of about 1 dB. That is, the isolation characteristics of the radiation electrodes 111 and 112 are hardly affected by the interval W1.
  • the radiation characteristics can be improved.
  • FIG. 8 is an external perspective view of an antenna module 1200 including the antenna element 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of the antenna module 1200 of FIG. 8 viewed from the X-axis direction. Note that FIG. 8 does not show the ground electrodes 281 to 284 shown in FIG. 9 and a plurality of via conductors connected to the ground electrodes 281 to 284 shown in FIG.
  • the antenna module 1200 includes the antenna element 200 and the RFIC 240.
  • the antenna element 200 includes radiation electrodes 201 to 212, a dielectric substrate 220, a ground electrode 231 (first ground electrode), a ground electrode 232 (second ground electrode), via conductors 251 to 266, and a line conductor pattern. 271 to 274 and ground electrodes 281 to 284.
  • the dielectric substrate 220 has a flat portion 291 (first portion), a portion 292 (second portion), and a flat portion 293. Portion 292 is thinner than portions 291 and 293. The dielectric substrate 220 is bent at the portion 292.
  • the dielectric substrate 220 includes a dielectric layer 221 (first dielectric layer), a dielectric layer 222 (second dielectric layer), and a dielectric layer 223.
  • the dielectric layer 221 is formed over the portions 291 to 293.
  • the dielectric layer 221 is formed from a flexible material (flexible material).
  • the dielectric layer 221 is bent at the portion 292.
  • the dielectric layer 222 is formed in the portion 291.
  • the dielectric layer 223 is formed in the portion 293.
  • the dielectric substrate 220 may be formed from an integral dielectric.
  • the radiation electrodes 201, 204, 207, and 210 are arranged along the X axis in the portion 291.
  • the normal direction of the radiation electrodes 201, 204, 207, 210 is the Z-axis direction.
  • the ground electrode 231 is disposed on the dielectric layer 222 so as to face each of the radiation electrodes 201, 204, 207, and 210 in the Z-axis direction.
  • the via conductors 251, 255, 259, 263 penetrate the ground electrode 231, and connect the radiation electrodes 201, 204, 207, 210 and the RFIC 240, respectively.
  • the via conductors 251, 255, 259, 263 are insulated from the ground electrode 231.
  • the RFIC 240 supplies high-frequency signals to the radiation electrodes 201, 204, 207, and 210 via the via conductors 251, 255, 259, and 263, respectively.
  • the RFIC 240 receives high-frequency signals from the radiation electrodes 201, 204, 207, 210 via the via conductors 251, 255, 259, 263, respectively.
  • the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 are arranged in the portion 293 so as to be along the X axis.
  • the normal direction of the radiation electrodes 203, 206, 209, 212 is the Y-axis direction.
  • the ground electrode 232 is formed on the dielectric layer 221 over the portions 291 to 293.
  • the ground electrode 232 faces the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 in the Y-axis direction.
  • the ground electrode 232 is connected to the ground electrode 231.
  • the ground electrodes 281 to 284 are formed over the portions 291 to 293, and are arranged on the dielectric layer 221 along the X axis.
  • the ground electrodes 281 to 284 are connected to the ground electrode 232 by a plurality of via conductors.
  • the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 are formed over the portions 291 to 292 and are arranged along the X axis.
  • the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 face the ground electrode 231 in the Z-axis direction at the portion 291.
  • the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 face the ground electrode 232 in the thickness direction of the portion 292 at the portion 292.
  • the distance in the Z-axis direction between the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 and the ground electrode 231 is greater than the distance in the thickness direction of the portion 292 between the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 and the ground electrode 232.
  • a part of each of the radiation electrodes 202, 205, 208, and 211 does not face the ground electrode 232 at the portion 291 and faces the ground electrode 231.
  • the via conductors 252, 256, 260, and 264 penetrate the ground electrode 231 and connect the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 to the RFIC 240, respectively.
  • the via conductors 252, 256, 260, 264 are insulated from the ground electrode 231.
  • the line conductor patterns 271 to 274 are formed on the dielectric layer 221 over the portions 291 to 293.
  • the line conductor pattern 271 is formed between the ground electrodes 232 and 281.
  • the line conductor pattern 272 is formed between the ground electrodes 232 and 282.
  • the line conductor pattern 273 is formed between the ground electrodes 232 and 283.
  • the line conductor pattern 274 is formed between the ground electrodes 232 and 284.
  • the via conductors 253, 257, 261, 265 penetrate the ground electrode 231 and connect the line conductor patterns 271 to 274 and the RFIC 240, respectively.
  • the via conductors 253, 257, 261, 265 are insulated from the ground electrode 231.
  • the via conductor 254 connects the line conductor pattern 271 and the radiation electrode 203.
  • the via conductor 258 connects the line conductor pattern 272 and the radiation electrode 206.
  • the via conductor 262 connects the line conductor pattern 273 and the radiation electrode 209.
  • the via conductor 266 connects the line conductor pattern 274 and the radiation electrode 212.
  • the RFIC 240 supplies high-frequency signals to the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 via the line conductor patterns 271 to 274, respectively.
  • the RFIC 240 receives high-frequency signals from the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 via the line conductor patterns 271 to 274, respectively.
  • the line direction (the thickness direction of the portion 292) and the normal direction (the Y-axis direction) of the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 are different from each other.
  • transmission and reception of high-frequency signals having polarized waves having different excitation directions are easier than in the case where the normals of the plurality of radiation electrodes are parallel.
  • the dielectric layer 221 is formed of a flexible material, the stress generated in the bent portion 292 can be reduced. Therefore, in portions 291 and 293, the planarity of the surface of dielectric substrate 220 can be maintained. Therefore, it is possible to suppress the normal direction of the radiation electrodes 201 to 212 from being shifted from a desired direction. As a result, it is possible to suppress a decrease in the characteristics of the antenna element 200 due to the bending of the dielectric substrate 220.
  • FIG. 10 is a plan view of the antenna module 1200A according to the first modification of the second embodiment viewed from the X-axis direction.
  • the via conductors 253, 257, 261, 265 and the line conductor patterns 271 to 274 are removed from the configuration of the antenna module 1200 in FIG.
  • via conductors 251, 255, 259, 263 of antenna module 1200 in FIG. 9 are replaced with via conductors 251A, 255A, 259A, 263A, respectively.
  • via conductors 252, 256, 260, 264 of antenna module 1200 in FIG. 9 are replaced with via conductors 252A, 256A, 260A, 264A, respectively.
  • antenna module 1200A via conductors 254, 258, 262, 266 of antenna module 1200 in FIG. 9 are replaced with via conductors 254A, 258A, 262A, 266A, respectively.
  • RFIC 240 is replaced with 240A.
  • Line conductor patterns 271A to 274A and 275 to 278, via conductors 251B, 255B, 259B and 263B, and via conductors 252B, 256B, 260B and 264B are added to the antenna module 1200A. The configuration other than these is the same, and thus the description will not be repeated.
  • RFIC 240A is arranged on dielectric layer 223 so as to face ground electrode 232 at portion 293.
  • the line conductor patterns 271A to 274A are formed on the dielectric layer 221 over the portions 291 to 293.
  • the line conductor pattern 271A is formed between the ground electrodes 232 and 281.
  • the line conductor pattern 272A is formed between the ground electrodes 232 and 282.
  • the line conductor pattern 273A is formed between the ground electrodes 232 and 283.
  • the line conductor pattern 274A is formed between the ground electrodes 232 and 284.
  • the via conductor 251A connects the line conductor pattern 271A and the radiation electrode 201.
  • the via conductor 255A connects the line conductor pattern 272A and the radiation electrode 204.
  • the via conductor 259A connects the line conductor pattern 273A and the radiation electrode 207.
  • the via conductor 263A connects the line conductor pattern 274A and the radiation electrode 210.
  • the via conductors 251B, 255B, 259B, 263B penetrate the ground electrode 232 and connect the line conductor patterns 271A to 274A and the RFIC 240A, respectively.
  • the via conductors 251B, 255B, 259B, 263B are insulated from the ground electrode 232.
  • the RFIC 240A supplies high-frequency signals to the radiation electrodes 201, 204, 207, and 210 via the line conductor patterns 271A to 274A, respectively.
  • the RFIC 240A receives high-frequency signals from the radiation electrodes 201, 204, 207, and 210 via the line conductor patterns 271A to 274A, respectively.
  • the line conductor patterns 275 to 278 are formed on the dielectric layer 221 over the portions 291 to 293.
  • the line conductor pattern 275 is formed between the ground electrodes 232 and 281.
  • the line conductor pattern 276 is formed between the ground electrodes 232 and 282.
  • the line conductor pattern 277 is formed between the ground electrodes 232 and 283.
  • the line conductor pattern 278 is formed between the ground electrodes 232 and 284.
  • the via conductor 252A connects the line conductor pattern 275 and the radiation electrode 202.
  • the via conductor 256A connects the line conductor pattern 276 and the radiation electrode 205.
  • the via conductor 260A connects the line conductor pattern 277 and the radiation electrode 208.
  • the via conductor 264A connects the line conductor pattern 278 and the radiation electrode 211.
  • the via conductors 252B, 256B, 260B, 264B penetrate the ground electrode 232 and connect the line conductor patterns 275 to 278 to the RFIC 240A, respectively.
  • the via conductors 252B, 256B, 260B, 264B are insulated from the ground electrode 232.
  • the RFIC 240A supplies a high-frequency signal to the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 via the line conductor patterns 275 to 278, respectively.
  • the RFIC 240A receives high-frequency signals from the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 via the line conductor patterns 275 to 278, respectively.
  • the via conductors 254A, 258A, 262A, 266A penetrate the ground electrode 232, and connect the radiation electrodes 203, 206, 209, 212 to the RFIC 240A, respectively.
  • the via conductors 254A, 258A, 262A, 266A are insulated from the ground electrode 232.
  • the RFIC 240A supplies a high-frequency signal to the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 via the via conductors 254A, 258A, 262A, and 266A, respectively.
  • RFIC 240A receives high-frequency signals from radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 via via conductors 254A, 258A, 262A, and 266A, respectively.
  • FIG. 11 is a plan view of an antenna module 1200B according to a second modification of the second embodiment as viewed in the X-axis direction.
  • the configuration of the antenna module 1200B is a configuration in which the antenna element 200 of the antenna module 1200 in FIG. 9 is replaced with 200B.
  • the configuration of the antenna element 200B is such that the dielectric substrate 220 is replaced with 220B, the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, 211B, the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, 212B, the ground electrodes 232B, 281B to 284B, the via conductors.
  • the configuration of the dielectric substrate 220B is such that the dielectric layer 221 of the dielectric substrate 220 is replaced with 221B, and portions 292B, 293B and a dielectric layer 223B are added to the dielectric substrate 220. Other than these, the description is the same, and the description will not be repeated.
  • the portion 293B is flat. Portion 292B is thinner than portions 291 and 293B. In the dielectric substrate 220B, the portion 292B connects the portion 291 extending in the Y-axis direction and the portion 293B extending in the Z-axis direction.
  • the dielectric layer 221B is formed of a flexible material (flexible material).
  • the dielectric substrate 220B is bent at the portion 292B (second portion) in addition to the portion 292.
  • the dielectric layer 223B is formed in the portion 293B. Note that the dielectric substrate 220B may be formed from an integral dielectric.
  • the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, and 212B are arranged along the X axis in the portion 293B.
  • the normal direction of the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, and 212B is the Y-axis direction.
  • the ground electrode 232B is formed on the dielectric layer 221B over the portions 291, 292B, and 293B.
  • the ground electrode 232B faces the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, and 212B in the Y-axis direction.
  • the ground electrode 232B is connected to the ground electrode 231B.
  • the ground electrodes 281B to 284B are formed over the portions 291, 292B, and 293B, and are arranged on the dielectric layer 221B along the X axis.
  • the ground electrodes 281B to 284B are connected to the ground electrode 232B by a plurality of via conductors.
  • the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, 211B are formed over the portions 291 to 292B and are arranged along the X axis.
  • the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, and 211B face the ground electrode 231 in the Z-axis direction at the portion 291.
  • the radiation electrodes 202B, 205B, 208B and 211B face the ground electrode 232B in the thickness direction of the portion 292B in the portion 292B.
  • the distance in the Z-axis direction between the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, 211B and the ground electrode 231 is larger than the distance in the thickness direction of a portion 292B between the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, 211B and the ground electrode 232B.
  • a part of each of the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, and 211B does not face the ground electrode 232B at the portion 291 and faces the ground electrode 231.
  • the via conductors 252B, 256B, 260B, 264B penetrate the ground electrode 231 to connect the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, 211B and the RFIC 240, respectively.
  • the via conductors 252B, 256B, 260B, 264B are insulated from the ground electrode 231.
  • the line conductor patterns 271B to 274B are formed on the dielectric layer 221B over the portions 291, 292B and 293B.
  • the line conductor pattern 271B is formed between the ground electrodes 232B and 281B.
  • the line conductor pattern 272B is formed between the ground electrodes 232B and 282B.
  • the line conductor pattern 273B is formed between the ground electrodes 232B and 283B.
  • the line conductor pattern 274B is formed between the ground electrodes 232B and 284B.
  • the via conductors 253B, 257B, 261B, and 265B penetrate the ground electrode 231 and connect the line conductor patterns 271B to 274B and the RFIC 240, respectively.
  • the via conductors 253B, 257B, 261B, 265B are insulated from the ground electrode 231.
  • the via conductor 254B connects the line conductor pattern 271B and the radiation electrode 203B.
  • the via conductor 258B connects the line conductor pattern 272B and the radiation electrode 206B.
  • the via conductor 262B connects the line conductor pattern 273B and the radiation electrode 209B.
  • the via conductor 266B connects the line conductor pattern 274B and the radiation electrode 212B.
  • the RFIC 240 supplies high-frequency signals to the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, and 212B via the line conductor patterns 271B to 274B, respectively.
  • the RFIC 240 receives high-frequency signals from the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, and 212B via the line conductor patterns 271B to 274B, respectively.
  • the normal direction (Z-axis direction) of the radiation electrodes 201, 204, 207, 210 and the radiation electrodes 202, 205, 208, 211 (The thickness direction of the portion 292)
  • the normal direction (Y-axis direction) of the radiation electrodes 203, 206, 209, 212, 203B, 206B, 209B, and 212B and the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, and 211B.
  • the normal directions (the thickness direction of the portion 292B) are different from each other.
  • transmission and reception of high-frequency signals having polarizations having different excitation directions are easier than in the case where the normals of the plurality of radiation electrodes are parallel.
  • the dielectric layer 221B is formed from a flexible material, the stress generated in the bent portions 292 and 292B can be reduced. Therefore, in the portions 291, 293, and 293B, the planarity of the surface of the dielectric substrate 220B can be maintained. Therefore, it is possible to suppress the normal direction of the radiation electrodes 201 to 212, the radiation electrodes 202B, 205B, 208B, 211B, and the radiation electrodes 203B, 206B, 209B, 212B from deviating from a desired direction. As a result, it is possible to suppress a decrease in the characteristics of the antenna element 200B due to the bending of the dielectric substrate 220B.
  • the radiation characteristics can be improved.
  • FIG. 12 is a plan view of the communication device 3000 according to Embodiment 3 when viewed from the X-axis direction.
  • the communication device 3000 includes a BBIC 2000, an antenna module 1300, and a mounting board 320.
  • the configuration of the antenna module 1300 is such that a connector 321 is added to the antenna module 1200 shown in FIG. Other than that, the description is the same, and thus the description will not be repeated.
  • the connector 321 is disposed on the dielectric layer 222 of the portion 291.
  • the connector 321 is connected to the RFIC 240 by a power supply wiring formed inside the dielectric layer 222.
  • the connector 322 is arranged on the mounting board 320. The connector 322 is detachably connected to the connector 321.
  • the BBIC 2000 is disposed on the surface of the mounting substrate 320 by a connection member such as a solder bump.
  • the BBIC 2000 is connected to the connector 322 by a power supply wiring formed inside the mounting board 320.
  • the BBIC 2000 transmits a baseband signal to the RFIC 240 and receives a baseband signal from the RFIC 240 via the power supply wiring and the connector 322.
  • the BBIC 2000 and the RFIC 240 can be connected from a greater distance by running FPCs (Flexible Printed Circuits).
  • FIG. 13 is a plan view of a communication device 3000A according to a first modification of the third embodiment as viewed from the X-axis direction.
  • the communication device 3000A includes a BBIC 2000, an antenna module 1300A, and a mounting substrate 320A.
  • the configuration of the antenna module 1300A is a configuration in which the antenna element 200 of the antenna module 1200 in FIG. 9 is replaced with 200A.
  • the radiation electrodes 203, 206, 209, 212, the via conductors 254, 258, 262, 266, and the dielectric layer 223 are removed from the antenna element 200 of FIG. This is an added configuration. Other than these, the description is the same, and therefore, the description will not be repeated.
  • the connector 331 is disposed on the dielectric layer 221 of the portion 293.
  • the connector 331 is connected to the line conductor patterns 271 to 274.
  • the BBIC 2000 is arranged on the surface of the mounting substrate 320A by a connection member such as a solder bump.
  • the connector 332 is arranged on the mounting board 320A. The connector 332 is detachably connected to the connector 331.
  • the BBIC 2000 is connected to the connector 332 by a power supply wiring formed inside the mounting board 320A.
  • the BBIC 2000 transmits a baseband signal to the RFIC 240 and receives a baseband signal from the RFIC 240 via the power supply wiring, the connectors 332, 331, the line conductor patterns 271 to 274, and the via conductors 253, 257, 261, 265. .
  • FIG. 14 is a plan view of a communication device 3000B according to a second modification of the third embodiment as viewed from the X-axis direction.
  • Communication device 3000B has a configuration in which antenna module 1300 of communication device 3000 in FIG. 12 is replaced with 1300B.
  • the configuration of the antenna module 1300B is such that the antenna element 200 and the RFIC 240 of the antenna module 1300 are replaced with an antenna element 200C and an RFIC 240B, respectively.
  • the radiation electrodes 203, 206, 209, and 212 of the antenna element 200, the dielectric substrate 220, the line conductor patterns 271 to 274, the ground electrode 232, the via conductors 253, 257, 261, 265, and the via conductor 254 , 258, 262, 266 are radiation electrodes 203C, 206C, 209C, 212C, dielectric substrate 220C, line conductor patterns 271C to 274C, ground electrode 232C, via conductors 253C, 257C, 261C, 265C, and via conductors 254C, 258C. , 262C and 266C, respectively.
  • the antenna element 200C includes radiation electrodes 203D, 206D, 209D, 212D, via conductors 253D, 257D, 261D, 265D, via conductors 254D, 258D, 262D, 266D, line conductor patterns 271D to 274D, and a ground electrode 281C. 284C have been added.
  • Dielectric substrate 220C has a configuration in which dielectric layers 221 and 223 and portion 293 are replaced with dielectric layers 221C, 223C and portion 293C, respectively, and a dielectric layer 224 and portions 294 and 295 are added. is there. Other than these, the description is the same, and the description will not be repeated.
  • the dielectric layer 221C (first dielectric layer) is formed from a flexible material.
  • the dielectric layer 221C is bent at the portions 292 and 294.
  • the flat portion 295 is connected to the portion 294 and extends in the Y-axis direction.
  • the dielectric layer 224 is formed in the portion 295.
  • the dielectric layer 223C is formed in the portion 293.
  • the dielectric substrate 220C is formed so as to wind the end of the mounting substrate 320. Note that the dielectric substrate 220C may be formed from an integral dielectric.
  • the portion 295 may be fixed to a housing (not shown) via an adhesive layer.
  • the portion 295 may be formed to be close to the mounting substrate 320.
  • the radiation electrodes 203C, 206C, 209C, and 212C are formed from the portions 293C to 294, and are arranged along the X axis.
  • the radiation electrodes 203C, 206C, 209C, and 212C face the ground electrode 232C in the Y-axis direction at the portion 293C.
  • the radiation electrodes 203C, 206C, 209C, and 212C face the ground electrode 232C in the thickness direction of the portion 294 at the portion 294.
  • the radiation electrodes 203D, 206D, 209D, and 212D are arranged along the X axis in the portion 295.
  • the normal direction of the radiation electrodes 203D, 206D, 209D, and 212D is the Z-axis direction.
  • the ground electrode 232C is formed on the dielectric layer 221C over the portions 291, 292, 293C, 294, and 295.
  • the ground electrode 232C faces the radiation electrodes 203D, 206D, 209D, and 212D in the Z-axis direction.
  • the ground electrode 232C is connected to the ground electrode 231.
  • the ground electrodes 281C to 284C are formed over the portions 293C, 294, and 295, and are arranged on the dielectric layer 221C along the X axis.
  • the ground electrodes 281C to 284C are connected to the ground electrode 232C by a plurality of via conductors.
  • the line conductor patterns 271C to 274C are formed on the dielectric layer 221C over the portions 291, 292, and 293C.
  • the line conductor pattern 271C is formed between the ground electrodes 232C and 281.
  • the line conductor pattern 272C is formed between the ground electrodes 232C and 282.
  • the line conductor pattern 273C is formed between the ground electrodes 232C and 283.
  • the line conductor pattern 274C is formed between the ground electrodes 232C and 284.
  • the via conductors 253C, 257C, 261C, 265C penetrate the ground electrode 231 to connect the line conductor patterns 271C to 274C and the RFIC 240B, respectively.
  • the via conductors 253C, 257C, 261C, 265C are insulated from the ground electrode 231.
  • the via conductor 254C connects the line conductor pattern 271C and the radiation electrode 203C.
  • the via conductor 258C connects the line conductor pattern 272C and the radiation electrode 206C.
  • the via conductor 262C connects the line conductor pattern 273C and the radiation electrode 209C.
  • the via conductor 266C connects the line conductor pattern 274C and the radiation electrode 212C.
  • the RFIC 240B supplies high-frequency signals to the radiation electrodes 203C, 206C, 209C, and 212C via the line conductor patterns 271C to 274C, respectively.
  • the RFIC 240B receives high-frequency signals from the radiation electrodes 203C, 206C, 209C, and 212C via the line conductor patterns 271C to 274C, respectively.
  • the line conductor patterns 271D to 274D are formed on the dielectric layer 221C over the portions 291, 292, 293C, 294, and 295.
  • the line conductor pattern 271D is formed between the ground electrodes 232C and 281C, and is formed between the ground electrodes 232C and 281C.
  • the line conductor pattern 272D is formed between the ground electrodes 232C and 282C and between the ground electrodes 232C and 282C.
  • the line conductor pattern 273D is formed between the ground electrodes 232C and 283, and is formed between the ground electrodes 232C and 283C.
  • the line conductor pattern 274D is formed between the ground electrodes 232C and 284C and between the ground electrodes 232C and 284C.
  • the via conductors 253D, 257D, 261D, and 265D penetrate the ground electrode 231 to connect the line conductor patterns 271D to 274D and the RFIC 240B, respectively.
  • the via conductors 253D, 257D, 261D, 265D are insulated from the ground electrode 231.
  • the via conductor 254D connects the line conductor pattern 271D and the radiation electrode 203D.
  • the via conductor 258D connects the line conductor pattern 272D and the radiation electrode 206D.
  • the via conductor 262D connects the line conductor pattern 273D and the radiation electrode 209D.
  • the via conductor 266D connects the line conductor pattern 274D and the radiation electrode 212D.
  • the RFIC 240B supplies high-frequency signals to the radiation electrodes 203D, 206D, 209D, and 212D via the line conductor patterns 271D to 274D, respectively.
  • the RFIC 240B receives high-frequency signals from the radiation electrodes 203D, 206D, 209D, and 212D via the line conductor patterns 271D to 274D, respectively.
  • the radiation direction is normal to the radiation electrodes 201, 204, 207, 210, 203D, 206D, 209D, and 212D (Z-axis direction).
  • the normal direction of the electrodes 202, 205, 208, and 211 (the thickness direction of the portion 292)
  • the radiation electrodes 203C, 206C, and 209C , 212C are different from each other in the normal direction (the thickness direction of the portion 294).
  • transmission and reception of high-frequency signals having polarizations having different excitation directions are easier than in the case where the normals of the plurality of radiation electrodes are parallel.
  • the dielectric layer 221C is formed of a flexible material, the stress generated in the bent portions 292 and 294 can be reduced. In the portions 291, 293C, and 295, the planarity of the surface of the dielectric substrate 220C can be maintained. Therefore, it is possible to suppress the normal direction of each radiation electrode from being shifted from a desired direction. As a result, it is possible to suppress a decrease in the characteristics of the antenna element 200C due to the bending of the dielectric substrate 220C.
  • the radiation characteristics of the antenna element can be improved.

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Abstract

アンテナ素子（１００）は、誘電体基板（１２０）と、第１接地電極（１３１）と、第２接地電極（１３２）と、ビア導体（１５０）と、放射電極（１１１）とを備える。誘電体基板（１２０）は、平板状の第１部分（１０１）、および第１部分（１０１）より薄い第２部分（１０２）を有する。第１接地電極（１３１）は、第１部分（１０１）に配置されている。第２接地電極（１３２）は、第２部分（１０２）に配置されている。ビア導体（１５０）は、第１接地電極（１３１）と第２接地電極（１３２）とを接続する。放射電極（１１１）と第１接地電極（１３１）との第１厚み方向の距離（Ｈ１）は、放射電極（１１１）と第２接地電極（１３２）との第２厚み方向の距離（Ｈ２）より大きい。放射電極（１１１）の一部は、第２接地電極（１３２）と対向せず、かつ第１接地電極（１３１）と対向する。

Description

アンテナ素子、アンテナモジュールおよび通信装置
　本発明は、放射電極および接地電極が対向するように配置されたアンテナ素子、当該アンテナ素子を備えるアンテナモジュール、および当該アンテナモジュールを備える通信装置に関する。
　従来、放射電極および接地電極が対向するように配置されたアンテナ素子が知られている。たとえば、国際公開第２０１２／０８１２８８号（特許文献１）には、放射電極および接地導体板が対向するように配置されたアンテナを備える高周波用パッケージが開示されている。当該アンテナは、無給電素子を含むスタック型パッチアンテナとして形成され、多層基板においてキャビティと異なる位置に設けられている。当該高周波用パッケージによれば、厚さを抑制しつつ、受信可能な高周波信号の帯域を広げることができる。
国際公開第２０１２／０８１２８８号
　アンテナ素子において、対向するように放射電極および接地電極が配置される場合、放射電極と接地電極との容量結合を適切な強さに保つため、接地電極から或る程度の距離だけ離間させる必要があることが知られている。たとえば、特許文献１に開示されている高周波パッケージにおいて、キャビティが形成されている多層基板の部分は、キャビティが形成されていない多層基板の部分よりも薄い。放射電極は、キャビティが形成されていない多層基板の部分に配置されることにより、接地導体板から或る程度の距離だけ離されている。
　特許文献１に開示されている高周波パッケージのように、厚さの異なる部分を有する誘電体基板に放射電極と接地電極とを対向するように配置する場合、放射電極と接地電極とをより離間させるために、厚い部分に両者を配置するのが通常である。しかし、アンテナ素子が配置されるスペースによっては、誘電体基板において厚く成形可能な部分が制限される場合がある。そのような場合、誘電体基板の薄い部分に放射電極と接地電極とを対向するように配置せざるを得ず、放射電極と接地電極との距離を確保できない可能性がある。その結果、アンテナ素子の放射特性の改善が困難になり得る。
　本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は放射電極および接地電極が対向するように配置されたアンテナ素子において、放射特性を改善することである。
　本発明の一実施の形態に係るアンテナ素子は、誘電体基板と、第１接地電極と、第２接地電極と、ビア導体と、放射電極とを備える。誘電体基板は、第１部分および第２部分を有する。第１部分は、平板状である。第２部分は、第１部分よりも薄い。第１接地電極は、第１部分に配置されている。第２接地電極は、第２部分に配置されている。ビア導体は、第１接地電極と第２接地電極とを接続する。放射電極は、第１部分において第１部分の第１厚み方向に第１接地電極と対向する。放射電極は、第２部分において第２部分の第２厚み方向に第２接地電極と対向する。放射電極と第１接地電極との第１厚み方向の距離は、放射電極と第２接地電極との第２厚み方向の距離より大きい。放射電極の一部は、第２接地電極と対向せず、かつ第１接地電極と対向する。
　本発明の一実施の形態に係るアンテナ素子によれば、放射電極の一部が第２接地電極と対向せず、かつ第１接地電極と対向することにより、放射特性を改善することができる。
アンテナ素子を備える通信装置のブロック図である。 実施の形態１に係るアンテナ素子を備えるアンテナモジュールをＸ軸方向から平面視した図である。 図２に示される間隔Ｗ１を変化させた場合の、放射電極の反射特性のシミュレーション結果を示す図である。 実施の形態１の変形例１に係るアンテナ素子を備えるアンテナモジュールをＸ軸方向から平面視した図である。 実施の形態１の変形例２に係るアンテナ素子を備えるアンテナモジュールをＸ軸方向から平面視した図である。 図５に示される間隔Ｗ１を変化させた場合の、放射電極の反射特性のシミュレーション結果を示す図である。 図５に示される間隔Ｗ１を変化させた場合の、２つの放射電極のアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す図である。 実施の形態２に係るアンテナ素子を備えるアンテナモジュールの外観斜視図である。 図８のアンテナモジュールをＸ軸方向から平面視した図である。 実施の形態２の変形例１に係るアンテナモジュールをＸ軸方向から平面視した図である。 実施の形態２の変形例２に係るアンテナモジュールをＸ軸方向から平面視した図である。 実施の形態３に係る通信装置をＸ軸方向から平面視した図である。 実施の形態３の変形例１に係る通信装置をＸ軸方向から平面視した図である。 実施の形態３の変形例２に係る通信装置をＸ軸方向から平面視した図である。
　以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
　図１は、アンテナ素子１０を備える通信装置３０００のブロック図である。通信装置３０００としては、携帯電話，スマートフォン，タブレットなどの携帯端末、あるいは通信機能を有するパーソナルコンピュータなどを挙げることができる。
　図１に示されるように、通信装置３０００は、アンテナモジュール１１００と、ベースバンド信号処理回路を構成するＢＢＩＣ（Baseband　Integrated　Circuit）２０００とを備える。アンテナモジュール１１００は、高周波素子の一例であるＲＦＩＣ（Radio　Frequency　Integrated　Circuit）１４０と、アンテナ素子１０とを備える。
　通信装置３０００は、ＢＢＩＣ２０００からアンテナモジュール１１００へ伝達されたベースバンド信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ素子１０から放射する。通信装置３０００は、アンテナ素子１０で受信した高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバートしてＢＢＩＣ２０００にて信号処理する。
　アンテナ素子１０は、複数の平板状のアンテナ素子（放射導体）が、規則的に配置されたアンテナアレイである。図１においては、アンテナ素子１０に含まれる複数の放射電極１１０のうち、点線で囲まれた４つの放射電極１１０に対応するＲＦＩＣ１４０の構成が示されている。
　ＲＦＩＣ１４０は、スイッチ３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄ，３７と、パワーアンプ３２ＡＴ～３２ＤＴと、ローノイズアンプ３２ＡＲ～３２ＤＲと、減衰器３４Ａ～３４Ｄと、移相器３５Ａ～３５Ｄと、信号合成／分波器３６と、ミキサ３８と、増幅回路３９とを備える。
　ＲＦＩＣ１４０は、たとえば、アンテナ素子１０に含まれる複数の放射電極１１０に対応する回路要素（スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器、および移相器）を含む１チップの集積回路部品として形成される。あるいは、当該回路要素については、ＲＦＩＣ１４０とは別に、放射電極１１０毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。
　高周波信号を受信する場合、スイッチ３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄがローノイズアンプ３２ＡＲ～３２ＤＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ３７が増幅回路３９の受信側アンプに接続される。
　放射電極１１０によって受信された高周波信号は、スイッチ３１Ａ～３１Ｄから移相器３５Ａ～３５Ｄまでの各信号経路を経由し、信号合成／分波器３６によって合波され、ミキサ３８によってベースバンド信号にダウンコンバートされ、増幅回路３９によって増幅されてＢＢＩＣ２０００へ伝達される。
　高周波信号をアンテナ素子１０から送信する場合には、スイッチ３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄがパワーアンプ３２ＡＴ～３２ＤＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ３７が増幅回路３９の送信側アンプに接続される。
　ＢＢＩＣ２０００から伝達されたベースバンド信号は、増幅回路３９によって増幅され、ミキサ３８によってアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号は、信号合成／分波器３６によって４分波され、移相器３５Ａ～３５Ｄからスイッチ３１Ａ～３１Ｄまでの各信号経路を通過して放射電極１１０に給電される。各信号経路に配置された移相器３５Ａ～３５Ｄの移相度が個別に調整されることにより、アンテナ素子１０の指向性を調整することが可能となる。
　［実施の形態１］
　図２は、実施の形態１に係るアンテナ素子１００を備えるアンテナモジュール１１００をＸ軸方向から平面視した図である。図２において、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は互いに直交している。図４，図５，図８～図１４においても同様である。
　図２に示されるように、アンテナモジュール１１００は、アンテナ素子１００と、ＲＦＩＣ１４０とを備える。アンテナ素子１００は、放射電極１１１と、接地電極１３１（第１接地電極）と、接地電極１３２（第２接地電極）と、ビア導体１５０，１５１と、誘電体基板１２０とを備える。放射電極１１１の法線方向は、Ｚ軸方向である。
　誘電体基板１２０は、平板状の部分１０１（第１部分）と、部分１０２（第２部分）とを有する。Ｚ軸方向において、部分１０２は、部分１０１より薄い。誘電体基板１２０は、一体の誘電体から形成されている。すなわち、誘電体基板１２０は、或る誘電率を有する誘電体材料によって一体成型された基板である。
　接地電極１３１，１３２は、部分１０１，１０２にそれぞれ配置されている。接地電極１３１と１３２とは、ビア導体１５０によって接続されている。誘電体基板１２０は、一体の誘電体から形成されている。
　放射電極１１１は、部分１０１において部分１０１の厚み方向（Ｚ軸方向）に接地電極１３１と対向するとともに、部分１０２において部分１０２の厚み方向（Ｚ軸方向）に接地電極１３２と対向するように、部分１０１から１０２に亘って誘電体基板１２０に配置されている。Ｚ軸方向における放射電極１１１と接地電極１３１，１３２との距離は、それぞれＨ１，Ｈ２（＝Ｈ１／２）である。放射電極１１１のＹ軸方向の幅は、２．５ｍｍである。放射電極１１１は、全体が接地電極１３２と対向するのではなく、放射電極１１１の一部が接地電極１３２とは対向せずに接地電極１３１と対向する。Ｙ軸方向において放射電極１１１が接地電極１３２と対向せずに接地電極１３２と対向する間隔は、Ｗ１である。
　ビア導体１５１は、接地電極１３１を貫通し、放射電極１１１とＲＦＩＣ１４０とを接続している。ビア導体１５１は、接地電極１３１から絶縁されている。
　ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体１５１を介して放射電極１１１に高周波信号を供給する。ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体１５１を介して放射電極１１１から高周波信号を受ける。
　部分１０２において接地電極１３２が配置されている側には、スペースＳｐｃが形成されている。スペースＳｐｃには他の回路素子が配置されるため、放射電極１１１と接地電極１３２との距離をＨ２より長くすることができない。
　そこで、実施の形態１においては、接地電極１３２に加えて接地電極１３１とも対向するように放射電極１１１を配置する。放射電極１１１と接地電極１３１との距離Ｈ１は、距離Ｈ２よりも長い。そのため、放射電極１１１の一部を接地電極１３１と対向させることにより、放射電極１１１の全部が接地電極１３２と対向している場合よりも、アンテナ素子１００の放射特性を改善することができる。
　図３は、図２に示される間隔Ｗ１を変化させた場合の、放射電極１１１の反射特性（周波数と反射損失（ＲＬ：Return　Loss）との関係）のシミュレーション結果を示す図である。図３においては、間隔Ｗ１が、１．０ｍｍ，１．５ｍｍ，２．０ｍｍ，２．５ｍｍである各場合の反射特性が示されている。
　反射損失が大きい程、ＲＦＩＣ１４０から放射電極１１１に供給された高周波信号のうち、放射電極１１１から外部に放射された信号の割合が大きいことを意味する。そのため、しきい値以上の反射損失が実現される帯域幅の広さは、アンテナ素子１００の放射特性の評価指標の１つになる。すなわち、当該帯域幅が広いほど、アンテナ素子１００の放射特性は良好といえる。そこで、図３においては、反射損失が６ｄＢ以上となる帯域幅の広さに着目して、間隔Ｗ１を変化させた場合のアンテナ素子１００の放射特性を比較する。
　図３に示されるように、間隔Ｗ１が広いほど、接地電極１３１と対向する放射電極１１１の部分が大きいため、反射損失が６ｄＢ以上となる帯域幅は広い。すなわち、接地電極１３１と対向する放射電極１１１の部分が大きいほど、アンテナ素子１００の放射特性は改善される。
　［実施の形態１の変形例１］
　実施の形態１においては、誘電体基板が一体の誘電体から形成されている場合について説明した。誘電体基板は、複数の誘電体層から形成されてもよい。
　図４は、実施の形態１の変形例１に係るアンテナ素子１００Ａを備えるアンテナモジュール１１００ＡをＸ軸方向から平面視した図である。アンテナモジュール１１００Ａの構成は、図２のアンテナ素子１００が１００Ａに置き換えられた構成である。図４のアンテナ素子１００Ａの構成は、図２の誘電体基板１２０が１２０Ａに置き換えられた構成である。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図４に示されるように、誘電体基板１２０Ａは、誘電体層１２１（第１誘電体層）と誘電体層１２２（第２誘電体層）とを含む。誘電体層１２１は、第１誘電率を有する誘電体材料によって成型された第１基板である。誘電体層１２２は、第２誘電率を有する誘電体材料によって成型された第２基板である。誘電体基板１２０は、誘電体層１２１と１２２とが熱による溶着あるいは接続部材（たとえばはんだバンプ）による接着等により一体化された基板である。第１誘電率と第２誘電率とは異なっていてもよい。
　誘電体層１２１は、部分１０１および１０２に亘って形成されている。誘電体層１２２は、部分１０１に形成されている。接地電極１３１は、部分１０１において誘電体層１２２に配置されている。接地電極１３２は、部分１０２において誘電体層１２１に配置されている。誘電体層１２１と１２２とは、熱によって互いに溶着されてもよいし、はんだバンプなどの接続部材によって接着されてもよい。誘電体層１２１の誘電率は、誘電体層１２２の誘電体率と異なっていてもよい。
　［実施の形態１の変形例２］
　実施の形態１および変形例１においては、１つの放射電極を備えるアンテナ素子について説明した。放射電極の数は、２以上であってもよい。実施の形態１の変形例２においては、２つの放射電極を備えるアンテナ素子について説明する。
　図５は、実施の形態１の変形例２に係るアンテナ素子１００Ｂを備えるアンテナモジュール１１００ＢをＸ軸方向から平面視した図である。アンテナモジュール１１００Ｂの構成は、図２のアンテナ素子１００が１００Ｂに置き換えられた構成である。図５のアンテナ素子１００Ｂの構成は、図２のアンテナ素子１００の構成に放射電極１１２およびビア導体１５２が追加された構成である。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図５に示されるように、放射電極１１２は、放射電極１１１から離間して部分１０１に配置されている。ビア導体１５２は、接地電極１３１を貫通し、放射電極１１２とＲＦＩＣ１４０とを接続している。ビア導体１５２は、接地電極１３１から絶縁されている。
　ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体１５２を介して放射電極１１２に高周波信号を供給する。ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体１５２を介して放射電極１１２から高周波信号を受ける。
　図６は、図５に示される間隔Ｗ１を変化させた場合の、放射電極１１２の反射特性のシミュレーション結果を示す図である。図６においては、間隔Ｗ１が、１．０ｍｍ，１．５０ｍｍ，２．０ｍｍ，２．５ｍｍである各場合の反射特性が示されている。各場合の反射特性は、ほとんど同じ変化の態様を示すため、各反射特性は、図６において同一の曲線として描かれている。すなわち、放射電極１１２の反射特性は、間隔Ｗ１にほとんど影響されない。
　図７は、間隔Ｗ１を変化させた場合の、２つの放射電極１１１，１１２のアイソレーション特性（アイソレーションと周波数との関係）のシミュレーション結果を示す図である。図７においては、間隔Ｗ１が、１．０ｍｍ，１．５ｍｍ，２．０ｍｍ，２．５ｍｍである各場合のアイソレーション特性が示されている。
　２つの放射電極のアイソレーションとは、当該２つの放射電極がどれだけ分離されているかを示す指標である。すなわち、２つの放射電極のアイソレーションが大きいほど、一方の放射電極から入力された信号のうち、他方の放射電極から出力されない信号の割合が大きい。
　図７に示される周波数帯において、各アイソレーション特性の極小値は、１ｄＢ程度の範囲内に収まっている。すなわち、放射電極１１１，１１２のアイソレーション特性は、間隔Ｗ１にほとんど影響されない。
　以上、実施の形態１および変形例１，２に係るアンテナ素子によれば、放射特性を改善することができる。
　［実施の形態２］
　実施の形態２においては、アンテナ素子の誘電体基板が屈曲している場合について説明する。
　図８は、実施の形態２に係るアンテナ素子２００を備えるアンテナモジュール１２００の外観斜視図である。図９は、図８のアンテナモジュール１２００をＸ軸方向から平面視した図である。なお、図８においては、各構成要素の接続関係を見易くするため、図９に示される接地電極２８１～２８４、および接地電極２８１～２８４に接続される複数のビア導体が示されていない。
　図８および図９に示されるように、アンテナモジュール１２００は、アンテナ素子２００と、ＲＦＩＣ２４０とを備える。アンテナ素子２００は、放射電極２０１～２１２と、誘電体基板２２０と、接地電極２３１（第１接地電極）と、接地電極２３２（第２接地電極）と、ビア導体２５１～２６６と、線路導体パターン２７１～２７４と、接地電極２８１～２８４とを備える。
　誘電体基板２２０は、平板上の部分２９１（第１部分）と、部分２９２（第２部分）と、平板状の部分２９３とを有する。部分２９２は、部分２９１および２９３よりも薄い。誘電体基板２２０は、部分２９２において屈曲している。
　誘電体基板２２０は、誘電体層２２１（第１誘電体層）と、誘電体層２２２（第２誘電体層）と、誘電体層２２３とを含む。誘電体層２２１は、部分２９１～２９３に亘って形成されている。誘電体層２２１は、柔軟性のある素材（フレキシブル素材）から形成されている。誘電体層２２１は、部分２９２において屈曲している。誘電体層２２２は、部分２９１に形成されている。誘電体層２２３は、部分２９３に形成されている。なお、誘電体基板２２０は、一体の誘電体から形成されていてもよい。
　放射電極２０１，２０４，２０７，２１０は、部分２９１においてＸ軸に沿うように配置されている。放射電極２０１，２０４，２０７，２１０の法線方向は、Ｚ軸方向である。
　接地電極２３１は、Ｚ軸方向において放射電極２０１，２０４，２０７，２１０の各々と対向するように誘電体層２２２に配置されている。
　ビア導体２５１，２５５，２５９，２６３は、接地電極２３１を貫通し、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０とＲＦＩＣ２４０とをそれぞれ接続している。ビア導体２５１，２５５，２５９，２６３は、接地電極２３１から絶縁されている。
　ＲＦＩＣ２４０は、ビア導体２５１，２５５，２５９，２６３を介して、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０に高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０は、ビア導体２５１，２５５，２５９，２６３を介して、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０から高周波信号をそれぞれ受ける。
　放射電極２０３，２０６，２０９，２１２は、部分２９３においてＸ軸に沿うように配置されている。放射電極２０３，２０６，２０９，２１２の法線方向は、Ｙ軸方向である。
　接地電極２３２は、部分２９１～２９３に亘って誘電体層２２１に形成されている。接地電極２３２は、Ｙ軸方向において放射電極２０３，２０６，２０９，２１２と対向している。接地電極２３２は、接地電極２３１に接続されている。
　接地電極２８１～２８４は、部分２９１～２９３に亘って形成され、Ｘ軸に沿うように誘電体層２２１に配置されている。接地電極２８１～２８４は、複数のビア導体によって接地電極２３２に接続されている。
　放射電極２０２，２０５，２０８，２１１は、部分２９１から２９２に亘って形成され、Ｘ軸に沿うように配置されている。放射電極２０２，２０５，２０８，２１１は、部分２９１においてＺ軸方向に接地電極２３１と対向している。放射電極２０２，２０５，２０８，２１１は、部分２９２において部分２９２の厚み方向に接地電極２３２に対向している。放射電極２０２，２０５，２０８，２１１と接地電極２３１とのＺ軸方向の距離は、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１と接地電極２３２との部分２９２の厚み方向の距離よりも大きい。アンテナモジュール１２００においては、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１の各放射電極の一部が、部分２９１において接地電極２３２と対向せず、かつ接地電極２３１と対向している。
　ビア導体２５２，２５６，２６０，２６４は、接地電極２３１を貫通し、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１とＲＦＩＣ２４０とをそれぞれ接続している。ビア導体２５２，２５６，２６０，２６４は、接地電極２３１から絶縁されている。
　線路導体パターン２７１～２７４は、部分２９１～２９３に亘って誘電体層２２１に形成されている。線路導体パターン２７１は、接地電極２３２と２８１との間に形成されている。線路導体パターン２７２は、接地電極２３２と２８２との間に形成されている。線路導体パターン２７３は、接地電極２３２と２８３との間に形成されている。線路導体パターン２７４は、接地電極２３２と２８４との間に形成されている。
　ビア導体２５３，２５７，２６１，２６５は、接地電極２３１を貫通し、線路導体パターン２７１～２７４とＲＦＩＣ２４０とをそれぞれ接続している。ビア導体２５３，２５７，２６１，２６５は、接地電極２３１から絶縁されている。
　ビア導体２５４は、線路導体パターン２７１と放射電極２０３とを接続している。ビア導体２５８は、線路導体パターン２７２と放射電極２０６とを接続している。ビア導体２６２は、線路導体パターン２７３と放射電極２０９とを接続している。ビア導体２６６は、線路導体パターン２７４と放射電極２１２とを接続している。
　ＲＦＩＣ２４０は、線路導体パターン２７１～２７４を介して、放射電極２０３，２０６，２０９，２１２に高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０は、線路導体パターン２７１～２７４を介して、放射電極２０３，２０６，２０９，２１２から高周波信号をそれぞれ受ける。
　アンテナ素子２００においては、誘電体基板２２０が部分２９２において屈曲しているため、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０の法線方向（Ｚ軸方向）、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１の法線方向（部分２９２の厚み方向）、および放射電極２０３，２０６，２０９，２１２の法線方向（Ｙ軸方向）が互いに異なる。アンテナモジュール１２００においては、複数の放射電極の法線が平行である場合に比べて、励振方向が異なる偏波を有する高周波信号の送信および受信が容易になる。
　また、アンテナ素子２００においては、誘電体層２２１がフレキシブル素材から形成されているため、屈曲している部分２９２において発生する応力を低減することができる。そのため、部分２９１および２９３において、誘電体基板２２０の表面の平面性を維持することができる。そのため、放射電極２０１～２１２の法線方向が所望の方向からずれることを抑制することができる。その結果、誘電体基板２２０を屈曲することによるアンテナ素子２００の特性の低下を抑制することができる。
　［実施の形態２の変形例１］
　アンテナモジュール１２００においては、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１の各放射電極の一部が、部分２９１において接地電極２３２と対向せず、かつ接地電極２３１およびＲＦＩＣ２４０と対向している。ＲＦＩＣ２４０は、部分２９１に配置されている必要はない。実施の形態２の変形例においては、ＲＦＩＣ２４０が部分２９３に配置されている構成について説明する。
　図１０は、実施の形態２の変形例１に係るアンテナモジュール１２００ＡをＸ軸方向から平面視した図である。アンテナモジュール１２００Ａにおいては、図９のアンテナモジュール１２００の構成からビア導体２５３，２５７，２６１，２６５、および線路導体パターン２７１～２７４が除かれている。アンテナモジュール１２００Ａにおいては、図９のアンテナモジュール１２００のビア導体２５１，２５５，２５９，２６３がビア導体２５１Ａ，２５５Ａ，２５９Ａ，２６３Ａにそれぞれ置き換えられている。アンテナモジュール１２００Ａにおいては、図９のアンテナモジュール１２００のビア導体２５２，２５６，２６０，２６４がビア導体２５２Ａ，２５６Ａ，２６０Ａ，２６４Ａにそれぞれ置き換えられている。アンテナモジュール１２００Ａにおいては、図９のアンテナモジュール１２００のビア導体２５４，２５８，２６２，２６６がビア導体２５４Ａ，２５８Ａ，２６２Ａ，２６６Ａにそれぞれ置き換えられている。アンテナモジュール１２００Ａにおいては、ＲＦＩＣ２４０が２４０Ａに置き換えられている。アンテナモジュール１２００Ａには、線路導体パターン２７１Ａ～２７４Ａ，２７５～２７８、ビア導体２５１Ｂ，２５５Ｂ，２５９Ｂ，２６３Ｂ、およびビア導体２５２Ｂ，２５６Ｂ，２６０Ｂ，２６４Ｂが追加されている。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図１０に示されるように、ＲＦＩＣ２４０Ａは、部分２９３において接地電極２３２と対向するように誘電体層２２３に配置されている。
　線路導体パターン２７１Ａ～２７４Ａは、部分２９１～２９３に亘って誘電体層２２１に形成されている。線路導体パターン２７１Ａは、接地電極２３２と２８１との間に形成されている。線路導体パターン２７２Ａは、接地電極２３２と２８２との間に形成されている。線路導体パターン２７３Ａは、接地電極２３２と２８３との間に形成されている。線路導体パターン２７４Ａは、接地電極２３２と２８４との間に形成されている。
　ビア導体２５１Ａは、線路導体パターン２７１Ａと放射電極２０１とを接続している。ビア導体２５５Ａは、線路導体パターン２７２Ａと放射電極２０４とを接続している。ビア導体２５９Ａは、線路導体パターン２７３Ａと放射電極２０７とを接続している。ビア導体２６３Ａは、線路導体パターン２７４Ａと放射電極２１０とを接続している。
　ビア導体２５１Ｂ，２５５Ｂ，２５９Ｂ，２６３Ｂは、接地電極２３２を貫通し、線路導体パターン２７１Ａ～２７４ＡとＲＦＩＣ２４０Ａとをそれぞれ接続している。ビア導体２５１Ｂ，２５５Ｂ，２５９Ｂ，２６３Ｂは、接地電極２３２から絶縁されている。
　ＲＦＩＣ２４０Ａは、線路導体パターン２７１Ａ～２７４Ａを介して、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０に高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０Ａは、線路導体パターン２７１Ａ～２７４Ａを介して、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０から高周波信号をそれぞれ受ける。
　線路導体パターン２７５～２７８は、部分２９１～２９３に亘って誘電体層２２１に形成されている。線路導体パターン２７５は、接地電極２３２と２８１との間に形成されている。線路導体パターン２７６は、接地電極２３２と２８２との間に形成されている。線路導体パターン２７７は、接地電極２３２と２８３との間に形成されている。線路導体パターン２７８は、接地電極２３２と２８４との間に形成されている。
　ビア導体２５２Ａは、線路導体パターン２７５と放射電極２０２とを接続している。ビア導体２５６Ａは、線路導体パターン２７６と放射電極２０５とを接続している。ビア導体２６０Ａは、線路導体パターン２７７と放射電極２０８とを接続している。ビア導体２６４Ａは、線路導体パターン２７８と放射電極２１１とを接続している。
　ビア導体２５２Ｂ，２５６Ｂ，２６０Ｂ，２６４Ｂは、接地電極２３２を貫通し、線路導体パターン２７５～２７８とＲＦＩＣ２４０Ａとをそれぞれ接続している。ビア導体２５２Ｂ，２５６Ｂ，２６０Ｂ，２６４Ｂは、接地電極２３２から絶縁されている。
　ＲＦＩＣ２４０Ａは、線路導体パターン２７５～２７８を介して、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１に高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０Ａは、線路導体パターン２７５～２７８を介して、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１から高周波信号をそれぞれ受ける。
　ビア導体２５４Ａ，２５８Ａ，２６２Ａ，２６６Ａは、接地電極２３２を貫通し、放射電極２０３，２０６，２０９，２１２とＲＦＩＣ２４０Ａとをそれぞれ接続している。ビア導体２５４Ａ，２５８Ａ，２６２Ａ，２６６Ａは、接地電極２３２から絶縁されている。
　ＲＦＩＣ２４０Ａは、ビア導体２５４Ａ，２５８Ａ，２６２Ａ，２６６Ａを介して、放射電極２０３，２０６，２０９，２１２に高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０Ａは、ビア導体２５４Ａ，２５８Ａ，２６２Ａ，２６６Ａを介して、放射電極２０３，２０６，２０９，２１２から高周波信号をそれぞれ受ける。
　［実施の形態２の変形例２］
　実施の形態２および変形例１においては、アンテナ素子の誘電体基板が屈曲している部分を１つ有する場合について説明した。当該誘電体基板は、屈曲している部分を複数有していてもよい。実施の形態２の変形例２においては、当該誘電体基板が屈曲している部分を２つ有している場合について説明する。
　図１１は、実施の形態２の変形例２に係るアンテナモジュール１２００ＢをＸ軸方向から平面視した図である。アンテナモジュール１２００Ｂの構成は、図９のアンテナモジュール１２００のアンテナ素子２００が２００Ｂに置き換えられた構成である。アンテナ素子２００Ｂの構成は、誘電体基板２２０が２２０Ｂに置き換えられているとともに、放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂ，放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂ，接地電極２３２Ｂ，２８１Ｂ～２８４Ｂ，ビア導体２５２Ｂ，２５６Ｂ，２６０Ｂ，２６４Ｂ，ビア導体２５３Ｂ，２５７Ｂ，２６１Ｂ，２６５Ｂ，ビア導体２５４Ｂ，２５８Ｂ，２６２Ｂ，２６６Ｂ，線路導体パターン２７１Ｂ～２７４Ｂが追加された構成である。誘電体基板２２０Ｂの構成は、誘電体基板２２０の誘電体層２２１が２２１Ｂに置き換えられているとともに、誘電体基板２２０に部分２９２Ｂ，２９３Ｂ，および誘電体層２２３Ｂが追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図１１に示されるように、部分２９３Ｂは、平板状である。部分２９２Ｂは、部分２９１および２９３Ｂよりも薄い。誘電体基板２２０Ｂにおいて、部分２９２Ｂは、Ｙ軸方向に延在する部分２９１とＺ軸方向に延在する部分２９３Ｂとを接続している。
　誘電体層２２１Ｂは、柔軟性のある素材（フレキシブル素材）から形成されている。誘電体基板２２０Ｂは、部分２９２に加えて部分２９２Ｂ（第２部分）においても屈曲している。誘電体層２２３Ｂは、部分２９３Ｂに形成されている。なお、誘電体基板２２０Ｂは、一体の誘電体から形成されていてもよい。
　放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂは、部分２９３ＢにおいてＸ軸に沿うように配置されている。放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂの法線方向は、Ｙ軸方向である。
　接地電極２３２Ｂは、部分２９１，２９２Ｂ，２９３Ｂに亘って誘電体層２２１Ｂに形成されている。接地電極２３２Ｂは、Ｙ軸方向において放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂと対向している。接地電極２３２Ｂは、接地電極２３１Ｂに接続されている。
　接地電極２８１Ｂ～２８４Ｂは、部分２９１，２９２Ｂ，２９３Ｂに亘って形成され、Ｘ軸に沿うように誘電体層２２１Ｂに配置されている。接地電極２８１Ｂ～２８４Ｂは、複数のビア導体によって接地電極２３２Ｂに接続されている。
　放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂは、部分２９１から２９２Ｂに亘って形成され、Ｘ軸に沿うように配置されている。放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂは、部分２９１においてＺ軸方向に接地電極２３１と対向している。放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂは、部分２９２Ｂにおいて部分２９２Ｂの厚み方向に接地電極２３２Ｂに対向している。放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂと接地電極２３１とのＺ軸方向の距離は、放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂと接地電極２３２Ｂとの部分２９２Ｂの厚み方向の距離よりも大きい。アンテナモジュール１２００Ｂにおいては、放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂの各放射電極の一部が、部分２９１において接地電極２３２Ｂと対向せず、かつ接地電極２３１と対向している。
　ビア導体２５２Ｂ，２５６Ｂ，２６０Ｂ，２６４Ｂは、接地電極２３１を貫通し、放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１ＢとＲＦＩＣ２４０とをそれぞれ接続している。ビア導体２５２Ｂ，２５６Ｂ，２６０Ｂ，２６４Ｂは、接地電極２３１から絶縁されている。
　線路導体パターン２７１Ｂ～２７４Ｂは、部分２９１，２９２Ｂ，２９３Ｂに亘って誘電体層２２１Ｂに形成されている。線路導体パターン２７１Ｂは、接地電極２３２Ｂと２８１Ｂとの間に形成されている。線路導体パターン２７２Ｂは、接地電極２３２Ｂと２８２Ｂとの間に形成されている。線路導体パターン２７３Ｂは、接地電極２３２Ｂと２８３Ｂとの間に形成されている。線路導体パターン２７４Ｂは、接地電極２３２Ｂと２８４Ｂとの間に形成されている。
　ビア導体２５３Ｂ，２５７Ｂ，２６１Ｂ，２６５Ｂは、接地電極２３１を貫通し、線路導体パターン２７１Ｂ～２７４ＢとＲＦＩＣ２４０とをそれぞれ接続している。ビア導体２５３Ｂ，２５７Ｂ，２６１Ｂ，２６５Ｂは、接地電極２３１から絶縁されている。
　ビア導体２５４Ｂは、線路導体パターン２７１Ｂと放射電極２０３Ｂとを接続している。ビア導体２５８Ｂは、線路導体パターン２７２Ｂと放射電極２０６Ｂとを接続している。ビア導体２６２Ｂは、線路導体パターン２７３Ｂと放射電極２０９Ｂとを接続している。ビア導体２６６Ｂは、線路導体パターン２７４Ｂと放射電極２１２Ｂとを接続している。
　ＲＦＩＣ２４０は、線路導体パターン２７１Ｂ～２７４Ｂを介して、放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂに高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０は、線路導体パターン２７１Ｂ～２７４Ｂを介して、放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂから高周波信号をそれぞれ受ける。
　アンテナ素子２００Ｂにおいては、誘電体基板２２０Ｂが部分２９２，２９２Ｂにおいて屈曲しているため、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０の法線方向（Ｚ軸方向）、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１の法線方向（部分２９２の厚み方向）、放射電極２０３，２０６，２０９，２１２，２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂの法線方向（Ｙ軸方向）、および放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂの法線方向（部分２９２Ｂの厚み方向）が互いに異なる。アンテナモジュール１２００Ｂにおいては、複数の放射電極の法線が平行である場合に比べて、励振方向が異なる偏波を有する高周波信号の送信および受信が容易になる。
　また、アンテナ素子２００Ｂにおいては、誘電体層２２１Ｂがフレキシブル素材から形成されているため、屈曲している部分２９２，２９２Ｂにおいて発生する応力を低減することができる。そのため、部分２９１，２９３，２９３Ｂにおいて、誘電体基板２２０Ｂの表面の平面性を維持することができる。そのため、放射電極２０１～２１２，放射電極２０２Ｂ，２０５Ｂ，２０８Ｂ，２１１Ｂ，放射電極２０３Ｂ，２０６Ｂ，２０９Ｂ，２１２Ｂの法線方向が所望の方向からずれることを抑制することができる。その結果、誘電体基板２２０Ｂを屈曲することによるアンテナ素子２００Ｂの特性の低下を抑制することができる。
　以上、実施の形態２および変形例１，２に係るアンテナ素子によれば、放射特性を改善することができる。
　［実施の形態３］
　実施の形態３においては、実施の形態２に係るアンテナ素子を備える通信装置について説明する。
　図１２は、実施の形態３に係る通信装置３０００をＸ軸方向から平面視した図である。図１２に示されるように、通信装置３０００は、ＢＢＩＣ２０００と、アンテナモジュール１３００と、実装基板３２０とを備える。アンテナモジュール１３００の構成は、図９に示されるアンテナモジュール１２００にコネクタ３２１が追加された構成である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図１２に示されるように、コネクタ３２１は、部分２９１の誘電体層２２２に配置されている。コネクタ３２１は、誘電体層２２２の内部に形成された給電配線によってＲＦＩＣ２４０に接続されている。実装基板３２０には、コネクタ３２２が配置されている。コネクタ３２２は、コネクタ３２１に着脱可能に接続されている。
　ＢＢＩＣ２０００は、はんだバンプなどの接続部材によって、実装基板３２０の表面に配置されている。ＢＢＩＣ２０００は、実装基板３２０の内部に形成された給電配線によってコネクタ３２２に接続されている。ＢＢＩＣ２０００は、当該給電配線およびコネクタ３２２を介して、ＲＦＩＣ２４０にベースバンド信号を送信するとともにＲＦＩＣ２４０からベースバンド信号を受信する。なお、ＢＢＩＣ２０００とＲＦＩＣ２４０とは、ＦＰＣ（Flexible　Printed　Circuits）を引き回すことにより、より遠くから接続され得る。
　［実施の形態３の変形例１］
　図１３は、実施の形態３の変形例１に係る通信装置３０００ＡをＸ軸方向から平面視した図である。図１３に示されるように、通信装置３０００Ａは、ＢＢＩＣ２０００と、アンテナモジュール１３００Ａと、実装基板３２０Ａとを備える。アンテナモジュール１３００Ａの構成は、図９のアンテナモジュール１２００のアンテナ素子２００が２００Ａに置き換えられた構成である。図１３のアンテナ素子２００Ａは、図９のアンテナ素子２００から放射電極２０３，２０６，２０９，２１２、ビア導体２５４，２５８，２６２，２６６、および誘電体層２２３が除かれているとともに、コネクタ３３１が追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図１３に示されるように、コネクタ３３１は、部分２９３の誘電体層２２１に配置されている。コネクタ３３１は、線路導体パターン２７１～２７４に接続されている。ＢＢＩＣ２０００は、はんだバンプなどの接続部材によって、実装基板３２０Ａの表面に配置されている。実装基板３２０Ａには、コネクタ３３２が配置されている。コネクタ３３２は、コネクタ３３１に着脱可能に接続されている。
　ＢＢＩＣ２０００は、実装基板３２０Ａの内部に形成された給電配線によってコネクタ３３２に接続されている。ＢＢＩＣ２０００は、当該給電配線、コネクタ３３２，３３１、線路導体パターン２７１～２７４、およびビア導体２５３，２５７，２６１，２６５を介して、ＲＦＩＣ２４０にベースバンド信号を送信するとともにＲＦＩＣ２４０からベースバンド信号を受信する。
　［実施の形態３の変形例２］
　実施の形態３および変形例１においては、アンテナ素子を形成する複数の誘電体層のうち、フレキシブル素材から形成された誘電体層が、屈曲する部分を１つ有する構成について説明した。実施の形態３の変形例２においては、当該誘電体層が２つの屈曲する部分を有し、実装基板の端部を巻回するように屈曲している構成について説明する。
　図１４は、実施の形態３の変形例２に係る通信装置３０００ＢをＸ軸方向から平面視した図である。通信装置３０００Ｂは、図１２の通信装置３０００のアンテナモジュール１３００が１３００Ｂに置き換えられた構成である。アンテナモジュール１３００Ｂの構成は、アンテナモジュール１３００のアンテナ素子２００およびＲＦＩＣ２４０がアンテナ素子２００ＣおよびＲＦＩＣ２４０Ｂにそれぞれ置き換えられた構成である。
　アンテナ素子２００Ｃにおいては、アンテナ素子２００の放射電極２０３，２０６，２０９，２１２、誘電体基板２２０、線路導体パターン２７１～２７４、接地電極２３２、ビア導体２５３，２５７，２６１，２６５、およびビア導体２５４，２５８，２６２，２６６が、放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃ、誘電体基板２２０Ｃ、線路導体パターン２７１Ｃ～２７４Ｃ、接地電極２３２Ｃ、ビア導体２５３Ｃ，２５７Ｃ，２６１Ｃ，２６５Ｃ、およびビア導体２５４Ｃ，２５８Ｃ，２６２Ｃ，２６６Ｃにそれぞれ置き換えられている。また、アンテナ素子２００Ｃには、放射電極２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄ、ビア導体２５３Ｄ，２５７Ｄ，２６１Ｄ，２６５Ｄ、およびビア導体２５４Ｄ，２５８Ｄ，２６２Ｄ，２６６Ｄ、線路導体パターン２７１Ｄ～２７４Ｄ、および接地電極２８１Ｃ～２８４Ｃが追加されている。誘電体基板２２０Ｃの構成は、誘電体層２２１，２２３および部分２９３が誘電体層２２１Ｃ，２２３Ｃおよび部分２９３Ｃにそれぞれ置き換えられているとともに、誘電体層２２４および部分２９４，２９５が追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
　図１４に示されるように、誘電体層２２１Ｃ（第１誘電体層）は、フレキシブル素材から形成されている。誘電体層２２１Ｃは、部分２９２，２９４において屈曲している。平板状の部分２９５は、部分２９４に接続し、Ｙ軸方向に延在している。誘電体層２２４は、部分２９５に形成されている。誘電体層２２３Ｃは、部分２９３に形成されている。誘電体基板２２０Ｃは、実装基板３２０の端部を巻回するように形成されている。なお、誘電体基板２２０Ｃは、一体の誘電体から形成されていてもよい。部分２９５は、接着層を介して不図示の筐体に固定されてもよい。部分２９５は、実装基板３２０に近接するように形成されてもよい。
　放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃは、部分２９３Ｃから２９４に亘って形成され、Ｘ軸に沿うように配置されている。放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃは、部分２９３ＣにおいてＹ軸方向に接地電極２３２Ｃに対向している。放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃは、部分２９４において部分２９４の厚み方向に接地電極２３２Ｃに対向している。
　放射電極２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄは、部分２９５においてＸ軸に沿うように配置されている。放射電極２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄの法線方向は、Ｚ軸方向である。
　接地電極２３２Ｃは、部分２９１，２９２，２９３Ｃ，２９４，２９５に亘って誘電体層２２１Ｃに形成されている。接地電極２３２Ｃは、Ｚ軸方向において放射電極２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄと対向している。接地電極２３２Ｃは、接地電極２３１に接続されている。
　接地電極２８１Ｃ～２８４Ｃは、部分２９３Ｃ，２９４，２９５に亘って形成され、Ｘ軸に沿うように誘電体層２２１Ｃに配置されている。接地電極２８１Ｃ～２８４Ｃは、複数のビア導体によって接地電極２３２Ｃに接続されている。
　線路導体パターン２７１Ｃ～２７４Ｃは、部分２９１，２９２，２９３Ｃに亘って誘電体層２２１Ｃに形成されている。線路導体パターン２７１Ｃは、接地電極２３２Ｃと２８１との間に形成されている。線路導体パターン２７２Ｃは、接地電極２３２Ｃと２８２との間に形成されている。線路導体パターン２７３Ｃは、接地電極２３２Ｃと２８３との間に形成されている。線路導体パターン２７４Ｃは、接地電極２３２Ｃと２８４との間に形成されている。
　ビア導体２５３Ｃ，２５７Ｃ，２６１Ｃ，２６５Ｃは、接地電極２３１を貫通し、線路導体パターン２７１Ｃ～２７４ＣとＲＦＩＣ２４０Ｂとをそれぞれ接続している。ビア導体２５３Ｃ，２５７Ｃ，２６１Ｃ，２６５Ｃは、接地電極２３１から絶縁されている。
　ビア導体２５４Ｃは、線路導体パターン２７１Ｃと放射電極２０３Ｃとを接続している。ビア導体２５８Ｃは、線路導体パターン２７２Ｃと放射電極２０６Ｃとを接続している。ビア導体２６２Ｃは、線路導体パターン２７３Ｃと放射電極２０９Ｃとを接続している。ビア導体２６６Ｃは、線路導体パターン２７４Ｃと放射電極２１２Ｃとを接続している。
　ＲＦＩＣ２４０Ｂは、線路導体パターン２７１Ｃ～２７４Ｃを介して、放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃに高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０Ｂは、線路導体パターン２７１Ｃ～２７４Ｃを介して、放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃから高周波信号をそれぞれ受ける。
　線路導体パターン２７１Ｄ～２７４Ｄは、部分２９１，２９２，２９３Ｃ，２９４，２９５に亘って誘電体層２２１Ｃに形成されている。線路導体パターン２７１Ｄは、接地電極２３２Ｃと２８１との間に形成されているとともに、接地電極２３２Ｃと２８１Ｃとの間に形成されている。線路導体パターン２７２Ｄは、接地電極２３２Ｃと２８２との間に形成されているとともに、接地電極２３２Ｃと２８２Ｃとの間に形成されている。線路導体パターン２７３Ｄは、接地電極２３２Ｃと２８３との間に形成されているとともに、接地電極２３２Ｃと２８３Ｃとの間に形成されている。線路導体パターン２７４Ｄは、接地電極２３２Ｃと２８４との間に形成されているとともに、接地電極２３２Ｃと２８４Ｃとの間に形成されている。
　ビア導体２５３Ｄ，２５７Ｄ，２６１Ｄ，２６５Ｄは、接地電極２３１を貫通し、線路導体パターン２７１Ｄ～２７４ＤとＲＦＩＣ２４０Ｂとをそれぞれ接続している。ビア導体２５３Ｄ，２５７Ｄ，２６１Ｄ，２６５Ｄは、接地電極２３１から絶縁されている。
　ビア導体２５４Ｄは、線路導体パターン２７１Ｄと放射電極２０３Ｄとを接続している。ビア導体２５８Ｄは、線路導体パターン２７２Ｄと放射電極２０６Ｄとを接続している。ビア導体２６２Ｄは、線路導体パターン２７３Ｄと放射電極２０９Ｄとを接続している。ビア導体２６６Ｄは、線路導体パターン２７４Ｄと放射電極２１２Ｄとを接続している。
　ＲＦＩＣ２４０Ｂは、線路導体パターン２７１Ｄ～２７４Ｄを介して、放射電極２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄに高周波信号をそれぞれ供給する。ＲＦＩＣ２４０Ｂは、線路導体パターン２７１Ｄ～２７４Ｄを介して、放射電極２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄから高周波信号をそれぞれ受ける。
　アンテナ素子２００Ｃにおいては、誘電体基板２２０Ｃが部分２９２，２９４において屈曲しているため、放射電極２０１，２０４，２０７，２１０，２０３Ｄ，２０６Ｄ，２０９Ｄ，２１２Ｄの法線方向（Ｚ軸方向）、放射電極２０２，２０５，２０８，２１１の法線方向（部分２９２の厚み方向）、放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃの部分２９３Ｃにおける法線方向（Ｙ軸方向）、および放射電極２０３Ｃ，２０６Ｃ，２０９Ｃ，２１２Ｃの部分２９４における法線方向（部分２９４の厚み方向）が互いに異なる。アンテナモジュール１２００Ｂにおいては、複数の放射電極の法線が平行である場合に比べて、励振方向が異なる偏波を有する高周波信号の送信および受信が容易になる。
　また、アンテナ素子２００Ｃにおいては、誘電体層２２１Ｃがフレキシブル素材から形成されているため、屈曲している部分２９２，２９４において発生する応力を低減することができる。部分２９１、２９３Ｃ、および２９５において、誘電体基板２２０Ｃの表面の平面性を維持することができる。そのため、各放射電極の法線方向が所望の方向からずれることを抑制することができる。その結果、誘電体基板２２０Ｃを屈曲することによるアンテナ素子２００Ｃの特性の低下を抑制することができる。
　以上、実施の形態３および変形例１，２に係る通信装置によれば、アンテナ素子の放射特性を改善することができる。
　今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１０，１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ　アンテナ素子、３１Ａ，３１Ｄ，３３Ａ，３３Ｄ，３７　スイッチ、３２ＡＲ，３２ＤＲ　ローノイズアンプ、３２ＡＴ，３２ＤＴ　パワーアンプ、３４Ａ，３４Ｄ　減衰器、３５Ａ，３５Ｄ　移相器、３６　分波器、３８　ミキサ、３９　増幅回路、１０１，１０２，２９１～２９４，２９２Ｂ，２９３Ｂ，２９３Ｃ　部分、１１０～１１２，２０１～２１２，２０２Ｂ，２０３Ｂ～２０３Ｄ，２０５Ｂ，２０６Ｂ～２０６Ｄ，２０８Ｂ，２０９Ｂ～２０９Ｄ，２１１Ｂ，２１２Ｂ～２１２Ｄ　放射電極、１２０，１２０Ａ，２２０，２２０Ｂ，２２０Ｃ　誘電体基板、１２１，１２２，２２１～２２４，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２３Ｂ，２２３Ｃ　誘電体層、１３１，１３２，２３１，２３１Ｂ，２３２，２３２Ｂ，２３２Ｃ，２８１～２８４，２８１Ｂ～２８４Ｂ，２８１Ｃ～２８４Ｃ　接地電極、１５０～１５２，２５１～２６６，２５１Ａ，２５１Ｂ，２５２Ａ，２５２Ｂ～２６６Ｂ，２５３Ｃ，２５３Ｄ，２５４Ａ～２５６Ａ，２５４Ｃ，２５４Ｄ，２５７Ｃ，２５７Ｄ，２５８Ａ～２６０Ａ，２５８Ｃ，２５８Ｄ，２６１Ｃ，２６１Ｄ，２６２Ａ～２６４Ａ，２６２Ｂ，２６２Ｄ，２６５Ｃ，２６５Ｄ，２６６Ａ，２６６Ｃ，２６６Ｄ　ビア導体、２７１～２７４，２７１Ａ～２７４Ａ，２７１Ｂ～２７４Ｂ，２７１Ｃ～２７４Ｃ，２７１Ｄ～２７４Ｄ，２７５～２７８　線路導体パターン，３２０，３２０Ａ　実装基板，３２１，３２２，３３１，３３２　コネクタ，１１００，１１００Ａ，１１００Ｂ，１２００，１２００Ａ，１２００Ｂ，１３００，１３００Ａ，１３００Ｂ　アンテナモジュール，３０００，３０００Ａ，３０００Ｂ　通信装置。

Claims (7)

  1. 　平板状の第１部分、および前記第１部分よりも薄い第２部分を有する誘電体基板と、
    　前記第１部分に配置された第１接地電極と、
    　前記第２部分に配置された第２接地電極と、
    　前記第１接地電極と前記第２接地電極とを接続するビア導体と、
    　前記第１部分において前記第１部分の第１厚み方向に前記第１接地電極と対向するとともに、前記第２部分において前記第２部分の第２厚み方向に前記第２接地電極と対向するように配置された放射電極とを備え、
    　前記放射電極と前記第１接地電極との前記第１厚み方向の距離は、前記放射電極と前記第２接地電極との前記第２厚み方向の距離より大きく、
    　前記放射電極の一部は、前記第２接地電極と対向せず、かつ前記第１接地電極と対向する、アンテナ素子。
  2. 　前記誘電体基板は、一体の誘電体から形成されている、請求項１に記載のアンテナ素子。
  3. 　前記誘電体基板は、
    　前記第１部分および前記第２部分に亘って形成された第１誘電体層と、
    　前記第１部分に形成された第２誘電体層とを含み、
    　前記放射電極および前記第２接地電極は、前記第１誘電体層に配置され、
    　前記第１接地電極は、前記第２誘電体層に配置されている、請求項１に記載のアンテナ素子。
  4. 　前記誘電体基板は、前記第２部分において屈曲している、請求項２または３に記載のアンテナ素子。
  5. 　前記第２部分は、柔軟性を有する素材から形成されている、請求項４に記載のアンテナ素子。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のアンテナ素子と、
    　前記アンテナ素子に高周波信号を供給する高周波素子とを備える、アンテナモジュール。
  7. 　請求項６に記載のアンテナモジュールを備える、通信装置。
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