WO2020170722A1 - アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置、ならびにアンテナモジュールの製造方法 - Google Patents

アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置、ならびにアンテナモジュールの製造方法 Download PDF

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WO2020170722A1
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flat
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良樹 山田
通春 横山
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna module, a communication device including the antenna module, and a method for manufacturing the antenna module, and more specifically, to a technique for downsizing the antenna module.
  • a flat patch antenna may be used as an antenna element (radiating element) of a mobile terminal (communication device) such as a smartphone.
  • the radio waves radiated by this patch antenna have high directivity (straightness), so it is necessary to arrange the antennas along each side of the housing of the mobile terminal in order to radiate radio waves in many directions. Become.
  • Patent Document 1 discloses an antenna module including a multilayer substrate including a rigid portion in which a radiating element is arranged and a flexible portion in which a transmission line is formed and which has flexibility. A configuration that is bent with respect to the extending direction of the line is disclosed. By adopting the antenna module in which the radiating element is arranged on such a flexible multilayer substrate, the antenna module can be easily incorporated into the limited space in the housing.
  • Mobile terminals are required to be even smaller and thinner, and for this reason, antenna modules used in mobile terminals are also required to be further miniaturized.
  • the present disclosure has been made in order to solve such a problem, and an object thereof is to miniaturize an antenna that can be arranged in a limited space in a communication device while suppressing reduction in antenna characteristics. To provide a module.
  • An antenna module includes a dielectric substrate and a first radiating element arranged on the dielectric substrate.
  • the dielectric substrate includes a first flat portion and a second flat portion whose normal directions are different from each other, and a first bent portion connecting the first flat portion and the second flat portion.
  • the first flat portion has a first protruding portion that partially protrudes from the boundary portion between the first bent portion and the first flat portion toward the second flat portion along the first flat portion.
  • the first flat portion and the first bent portion are connected to each other at a position on the first flat portion where there is no first protruding portion. At least a part of the first radiating element is arranged on the first protrusion.
  • a method of manufacturing an antenna module includes a first step of forming a substantially C-shaped slit that penetrates in the thickness direction of the dielectric substrate.
  • the slit has a first portion and a second portion facing each other, and a third portion connecting the end portion of the first portion and the end portion of the second portion.
  • the first flat portion, the second flat portion, and the first flat portion and the second flat portion are formed on the dielectric substrate by bending the dielectric substrate at the first portion and the second portion of the slit.
  • a second step of forming a connecting bent portion is a first step of forming a substantially C-shaped slit that penetrates in the thickness direction of the dielectric substrate.
  • the slit has a first portion and a second portion facing each other, and a third portion connecting the end portion of the first portion and the end portion of the second portion.
  • the first flat portion is partially moved from the boundary portion between the bent portion and the first flat portion toward the second flat portion along the first flat portion.
  • a protruding portion is formed, and at least a part of the radiating element is arranged on the protruding portion.
  • the antenna module of the present disclosure at least a part of the radiating element is arranged on the protruding portion of the first flat portion formed by bending the dielectric substrate.
  • the radiating element can be arranged in the dead space portion generated in the communication device.
  • the first flat portion and the second flat portion of the dielectric substrate are connected by the bent portion in the portion where the protrusion is not formed, the thickness of the dielectric substrate at the protrusion is the same as the original dielectric substrate. The thickness is maintained. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the antenna characteristics due to the reduction of the thickness of the dielectric layer. Therefore, according to the antenna module of the present disclosure, it is possible to provide a miniaturized antenna module that can be arranged in a limited space in a communication device while suppressing a decrease in antenna characteristics.
  • FIG. 3 is a block diagram of a communication device to which the antenna module according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a perspective view of the antenna module according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the antenna module according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view when the antenna module of FIG. 3 is incorporated in a housing. It is sectional drawing of the antenna module of a comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a path of a power supply wiring in the antenna module according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an antenna module manufacturing method according to the first embodiment. It is a figure which shows the 1st example of a slit shape.
  • FIG. 9 is a perspective view of an antenna module of Modification 1. It is a perspective view of the antenna module of the modification 2. It is sectional drawing of the antenna module of the modification 3.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an antenna module of Modification 4; FIG. 11 is a perspective view of an antenna module of Modification 5; It is a perspective view of the antenna module of the modification 6.
  • FIG. 7 is a perspective view of an antenna module according to the second embodiment. It is a figure for demonstrating the slit shape formed in the manufacturing process of the antenna module of FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of an antenna module according to a third embodiment. It is a figure for demonstrating the slit shape formed in the manufacturing process of the antenna module of FIG.
  • FIG. 16 is a perspective view of an antenna module according to the fourth embodiment. It is a figure for demonstrating the slit shape formed in the manufacturing process of the antenna module of FIG.
  • FIG. 16 is a perspective view of an antenna module according to a fifth embodiment. It is a figure for demonstrating the radiation direction of the electric wave when the antenna module of FIG. 24 is mounted in a housing
  • FIG. 16 is a perspective view of a modified example of the antenna module according to the fifth embodiment. It is a perspective view of the antenna module according to the sixth embodiment.
  • FIG. 27 is a cross sectional view of a first example of the antenna module according to the seventh embodiment. It is sectional drawing of the 2nd example of the antenna module according to Embodiment 7. It is sectional drawing of the antenna module according to Embodiment 8. It is sectional drawing of the antenna module according to Embodiment 9. It is a perspective view of the antenna module according to the tenth embodiment. It is sectional drawing of the antenna module of FIG. FIG. 33 is a cross-sectional view of a first modified example of the antenna module of FIG. 32. FIG. 33 is a cross-sectional view of a second modified example of the antenna module of FIG. 32. It is a perspective view of the antenna module according to the eleventh embodiment. FIG.
  • FIG. 33 is a cross sectional view of a first example of the antenna module according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 27 is a cross sectional view of a second example of the antenna module according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 35 is a cross sectional view of a first example of the antenna module according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 33 is a cross sectional view of a second example of the antenna module according to the thirteenth embodiment. It is sectional drawing of the 1st example of the antenna module according to Embodiment 14. It is sectional drawing of the 2nd example of the antenna module according to Embodiment 14. It is a perspective view of the antenna module according to the fifteenth embodiment.
  • FIG. 1 is an example of a block diagram of a communication device 10 to which the antenna module 100 according to the first embodiment is applied.
  • the communication device 10 is, for example, a mobile terminal such as a mobile phone, a smartphone or a tablet, or a personal computer having a communication function.
  • An example of a frequency band of a radio wave used in the antenna module 100 according to the present embodiment is a millimeter wave radio wave having a center frequency of 28 GHz, 39 GHz and 60 GHz, for example, but radio waves in frequency bands other than the above are also applicable. Applicable.
  • the communication device 10 includes an antenna module 100 and a BBIC 200 forming a baseband signal processing circuit.
  • the antenna module 100 includes an RFIC 110, which is an example of a power feeding circuit, and an antenna device 120.
  • the communication device 10 up-converts the signal transmitted from the BBIC 200 to the antenna module 100 into a high-frequency signal and radiates it from the antenna device 120, and down-converts the high-frequency signal received by the antenna device 120 to process the signal in the BBIC 200. To do.
  • FIG. 1 shows an example in which the antenna device 120 is formed of a plurality of feeding elements 121 arranged in a two-dimensional array, the feeding elements 121 do not necessarily have to be plural and one
  • the antenna device 120 may be formed by the power feeding element 121. Further, it may be a one-dimensional array in which a plurality of feeding elements 121 are arranged in a line.
  • feeding element 121 is a patch antenna having a substantially square flat plate shape.
  • the RFIC 110 includes switches 111A to 111D, 113A to 113D and 117, power amplifiers 112AT to 112DT, low noise amplifiers 112AR to 112DR, attenuators 114A to 114D, phase shifters 115A to 115D, and signal combiners/demultiplexers. 116, a mixer 118, and an amplifier circuit 119.
  • the switches 111A to 111D and 113A to 113D are switched to the power amplifiers 112AT to 112DT side, and the switch 117 is connected to the transmission side amplifier of the amplifier circuit 119.
  • the switches 111A to 111D and 113A to 113D are switched to the low noise amplifiers 112AR to 112DR side, and the switch 117 is connected to the receiving side amplifier of the amplifier circuit 119.
  • the signal transmitted from the BBIC 200 is amplified by the amplifier circuit 119 and up-converted by the mixer 118.
  • the up-converted transmission signal which is a high-frequency signal, is divided into four by the signal combiner/demultiplexer 116, passes through four signal paths, and is fed to different feed elements 121.
  • the directivity of the antenna device 120 can be adjusted by individually adjusting the degree of phase shift of the phase shifters 115A to 115D arranged in each signal path.
  • the received signals which are high-frequency signals received by each power feeding element 121, pass through four different signal paths and are combined by the signal combiner/splitter 116.
  • the received signals thus combined are down-converted by mixer 118, amplified by amplifier circuit 119, and transmitted to BBIC 200.
  • the RFIC 110 is formed, for example, as a one-chip integrated circuit component including the above circuit configuration.
  • the devices switching, power amplifiers, low noise amplifiers, attenuators, phase shifters
  • the RFIC 110 may be formed as a one-chip integrated circuit component for each corresponding power feeding element 121. ..
  • FIG. 2 is a perspective view of the antenna module 100.
  • 3 is a cross-sectional view of the antenna module 100 mounted on the mounting board 20.
  • antenna module 100 includes a dielectric substrate 105, power supply wirings 170 and 171, and a ground electrode GND in addition to power supply element 121 and RFIC 110.
  • the positive direction of the Z axis in each drawing may be referred to as the upper surface side and the negative direction may be referred to as the lower surface side.
  • the dielectric substrate 105 is, for example, a low temperature co-fired ceramics (LTCC) multilayer substrate, a multilayer resin substrate formed by laminating a plurality of resin layers made of a resin such as epoxy or polyimide.
  • the dielectric substrate 105 does not necessarily have a multi-layer structure, and may be a single-layer substrate.
  • the dielectric substrate 105 has a substantially L-shaped cross section, and a flat plate-shaped flat portion 130 whose normal direction is the Z-axis direction in FIGS. 2 and 3. It includes a flat portion 131 in the form of a flat plate whose normal direction is the X-axis direction in FIGS. 2 and 3, and a bent portion 135 connecting the two flat portions 130, 131.
  • the flat portion 131 corresponds to the “first flat portion” of the present disclosure
  • the flat portion 130 corresponds to the “second flat portion” of the present disclosure.
  • the antenna module 100 four feeding elements 121 are arranged in a line in the Y-axis direction on each of the two flat portions 130 and 131.
  • the power feeding element 121 is arranged so as to be exposed on the surface of the flat portions 130 and 131 will be described. It may be arranged inside the body substrate.
  • the flat portion 130 has a substantially rectangular shape, and the four feeding elements 121 are arranged in a line on the surface thereof.
  • the RFIC 110 is connected to the lower surface side (the surface in the negative direction of the Z axis) of the flat portion 130.
  • the RFIC 110 is mounted on the front surface 21 of the mounting board 20 via the solder bumps 140.
  • the RFIC 110 may be mounted on the mounting board 20 using a multipolar connector instead of solder connection.
  • the flat portion 131 is connected to the bent portion 135 that is bent from the flat portion 130, and is arranged such that the inner surface (the surface in the negative direction of the X axis) faces the side surface 22 of the mounting board 20.
  • the flat portion 131 has a configuration in which a plurality of cutouts 136 are formed on a substantially rectangular dielectric substrate, and the bent portions 135 are connected to the cutouts 136. In other words, in a portion of the flat portion 131 where the notch 136 is not formed, a direction from the boundary portion 134 connecting the bent portion 135 and the flat portion 131 toward the flat portion 130 along the flat portion 131 ( That is, the protrusion 133 that protrudes in the positive direction of the Z axis) is formed.
  • the position of the projecting end of the projecting portion 133 is located in the positive direction of the Z axis with respect to the surface of the flat portion 130 on the lower surface side (the side facing the mounting substrate 20).
  • the upper surface (the surface located outside) of the flat portion 130 corresponds to the “first surface” of the present disclosure
  • the lower surface of the flat portion 130 (which faces the mounting substrate 20).
  • the surface) corresponds to the “second surface” of the present disclosure.
  • the bent portion 135 corresponds to the “first bent portion” of the present disclosure.
  • each projecting portion 133 is formed corresponding to the four feeding elements 121 arranged on the flat portion 130. Then, one feeding element 121 is arranged for each of the protrusions 133. Each of the power feeding elements 121 in the flat portion 131 is arranged so that at least a part thereof overlaps with the protruding portion 133.
  • one of the protrusions 133 formed on the flat portion 131 corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure, and the other protrusion 133 is the “second protrusion” of the present disclosure.
  • one of the feeding elements 121 arranged in the flat portion 131 corresponds to the “first radiating element” of the present disclosure, and the other feeding elements 121 arranged in the flat portion 131 are arranged.
  • each of the power feeding elements 121 arranged on the flat portion 130 corresponds to the “third radiating element” of the present disclosure.
  • the ground electrode GND is arranged on the surface facing the mounting substrate 20 or the inner layer.
  • the high frequency signal from the RFIC 110 is transmitted to the power feeding element 121 of the flat portion 130 via the power feeding wiring 170. Further, the high frequency signal from the RFIC 110 is transmitted to the power feeding element 121 of the flat portion 131 via the power feeding wiring 171.
  • the power supply wiring 171 passes from the RFIC 110 to the inside of each dielectric substrate of the flat portions 130 and 131 and the inside (or the surface) of the dielectric substrate of the bent portion 135, and the power feeding element 121 disposed on the flat portion 131. Connected to.
  • the flat portions 130 and 131 and the bent portion 135 are formed by partially processing and bending the flat dielectric substrate 105.
  • the thickness of the flat portion 131 is the same as the thickness of the flat portion 130 including the protruding portion 133.
  • the feeding element 121 of the flat portion 131 it is possible to suppress the deterioration of the antenna characteristics due to the reduction of the thickness of the dielectric substrate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the antenna module 100 is incorporated inside the housing 30 of the communication device 10.
  • the antenna module 100 is arranged so as to face the inside of two adjacent surfaces of the housing 30.
  • the housing 30 is made of a dielectric material such as resin or glass, and the power feeding element 121 is arranged so as to be in contact with the housing 30.
  • the dielectric substrate flat portions 130 and 131
  • the housing 30 itself acts as a shield for blocking radio waves, so that the portion facing the power feeding element 121 is partially provided with a dielectric material.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the antenna module 100# of the comparative example is incorporated inside the housing 30.
  • the flat portion 131# in the antenna module 100# of the comparative example does not protrude from the bent portion 135# unlike the flat portion 131 of the antenna module 100, and is arranged so as to further extend from the end of the bent portion 135#. There is.
  • the area AR1 inside the corner portion of the housing 30 shown in FIG. 5 cannot be effectively utilized, and the dimension of the antenna module 100# in the Z-axis direction is small.
  • the size is larger than the dimension of the antenna module 100 of the first embodiment in the Z-axis direction.
  • the demand for smaller and thinner communication devices has increased, but in a structure such as the antenna module 100# of the comparative example, when the dimension in the Z-axis direction is shortened, the communication device is arranged in the flat portion 131#. It is necessary to reduce the size of the power feeding element 121, and there is a possibility that desired antenna characteristics cannot be obtained.
  • the feeding element 121 can be arranged in the area AR1 shown in FIG. It will be possible. As a result, the size of the entire antenna module in the Z-axis direction can be reduced while maintaining the size of the feeding element 121. Therefore, it is possible to provide a miniaturized antenna module that can be arranged in a limited space in the communication device while suppressing reduction in antenna characteristics.
  • the thickness of the dielectric substrate of the protruding portion 133 is the same as that of the other dielectric substrate of the flat portion 131. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the antenna characteristics due to the decrease in the thickness of the dielectric substrate.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a path of the power feeding wiring 171 that transmits a high frequency signal to the power feeding element 121 of the flat portion 131.
  • power supply wiring 171 passes from RFIC 110 through the dielectric substrate of flat portion 130, passes through bent portion 135, and reaches flat portion 131.
  • the power supply wiring 171 extends to a position in the negative Z-axis direction further than the boundary portion 134 between the bent portion 135 and the flat portion 131, and is bent in the Y-axis direction from the boundary portion 134 to the power supply element 121. Connected.
  • the boundary portion 134 when the boundary portion 134 is located in the negative direction of the Z-axis with respect to the power feeding point SP of the power feeding element 121, the length of the power feeding wiring 171 from the RFIC 110 to the power feeding element 121 becomes long, and the power feeding wiring 171 has a long length.
  • the loss is slightly increased, since the radius of curvature of the bent portion 135 can be increased, the stress applied to the bent portion 135 can be reduced and the damage of the bent portion 135 can be suppressed.
  • the amount of protrusion of the protrusion 133 can be increased, the position of the protrusion end of the protrusion 133 can be arranged at a higher position, and the degree of freedom of arrangement within the housing 30 can be increased.
  • the boundary portion 134 when the boundary portion 134 is located in the positive direction of the Z axis with respect to the feeding point SP of the feeding element 121, the length of the feeding wire 171 can be shortened, so that the loss due to the feeding wire 171 can be suppressed. Therefore, it becomes difficult to bend the flat portion 131.
  • the position of the boundary portion 134, that is, the protrusion amount of the protrusion 133 is appropriately set according to the allowable loss and the arrangement of the power feeding element 121 of the flat portion 131.
  • FIG. 7 the process proceeds from FIG. 7A to FIG. 7D.
  • a plan view when viewed from the normal direction (that is, the Z-axis direction) of the dielectric substrate 105 is shown in the upper stage, and a cross-sectional view including a portion where the bent portion 135 is formed in the lower stage. It is shown.
  • the ground electrode, the power supply wiring, and the wiring pattern in the dielectric substrate are omitted for ease of explanation.
  • the dielectric substrate 105 is formed by laminating a plurality of dielectric layers in which a dielectric and a metal film formed into a desired pattern are bonded.
  • the metal film of each dielectric layer forms the ground electrode, the power feeding element 121, and the like.
  • an electrode 190 having the same shape as the bent portion 135 is formed on the inner layer of the portion of the dielectric substrate 105 that will be the flat portion 131.
  • the dielectric in the portion forming the bent portion 135 is removed by laser processing, and the recess 195 is formed in the dielectric substrate 105.
  • the electrode 190 functions as a guard electrode for cutting off the laser during laser processing.
  • the electrodes 190 are exposed when the dielectric substrate 105 is viewed in a plan view.
  • the electrode 190 ensures the desired thickness of the bent portion 135.
  • the power supply wiring 171 reaching the flat portion 131 is formed in a layer on the lower surface side of the electrode 190.
  • a slit 150 penetrating the dielectric substrate 105 in the thickness direction is formed by laser processing at the boundary between the portion that becomes the protruding portion 133 and the portion that becomes the bent portion 135.
  • the electrode 190 is not formed in the portion where the slit 150 is formed.
  • the order of the step of forming the slit 150 and the step of forming the recess 195 is not particularly limited. That is, the recess 195 may be formed before forming the slit 150, or the recess may be formed after forming the slit 150.
  • the recess 195 may be formed before forming the slit 150, or the recess may be formed after forming the slit 150.
  • stains may be attached to the surrounding dielectric due to smear generated during the processing. Therefore, by forming the recesses 195 after forming the slits 150, it is possible to remove the dirt-attached dielectric when forming the recesses 195, and suppress appearance defects in the final product.
  • the exposed electrode 190 is removed by performing an etching process.
  • a mask process is performed on the portion of the power feeding element 121 with a resist or the like prior to the etching process.
  • the dielectric substrate 105 is bent along the Y-axis at the bent portion 135.
  • the normal line of the flat portion 131 is directed in the X-axis direction.
  • the slit 150 is formed, a part of the dielectric substrate rises from the surface of the bent portion 135 to form the protrusion 133, and at least a part of the power feeding element 121 is arranged on the protrusion 133.
  • the antenna device 120 is formed.
  • the RFIC 110 is connected to the lower surface side of the flat portion 130 to form the antenna module 100.
  • the dielectric may be removed by a processing method other than laser processing (for example, router processing).
  • the electrode 190 which functions as a guard electrode is unnecessary.
  • the slit 150 In the bending step of FIG. 7D, it is desirable to bend the dielectric substrate 105 linearly along the Y axis over the entire dielectric substrate 105. If the slit 150 has a portion where stress concentration occurs (stress concentration point) when the dielectric substrate 105 is bent, the dielectric substrate 105 is likely to bend at the stress concentration point. Therefore, it is preferable that the slit 150 has a shape in which stress concentration occurs as much as possible in a portion to be bent and, conversely, stress concentration does not occur in a portion not to be bent.
  • FIG. 8 is a diagram showing a first example of a slit shape.
  • the slit 150 has an angular C-shape as a whole.
  • stress tends to concentrate on the angular portion. Therefore, a corner 155 where two slits (first portion and second portion) extending in the X-axis direction and facing each other and a slit (third portion) extending in the Y-axis direction intersect each other has a predetermined radius of curvature.
  • the stress concentration at the corner portion 155 is reduced. This suppresses bending at the third portion of the slit 150 along the Y axis.
  • the inside of the slit 150 that is, the convex corner of the end of the protrusion 133 in which the power feeding element 121 is arranged is in an angular state in order to secure the area of the ground electrode GND as much as possible.
  • the slit 150 is formed by laser processing, as shown in FIG. 9A, when the laser is irradiated along the boundary from the starting point ST to the starting point ST along the boundary between the slit 150 and the dielectric substrate, the protrusion is formed.
  • the convex corner of the end of 133 has a curved line with a considerable curvature. Further, when the processing end point does not coincide with the starting point ST, the dielectric in the slit 150 portion may not be removed and processing failure may occur.
  • the slit and 150 by two steps.
  • processing is started from a start point ST1 on the extension of the end portion of the protrusion 133 along the Y axis, laser is irradiated along the boundary between the slit 150 and the dielectric substrate, and the protrusion 133 is formed.
  • the laser irradiation is once terminated at the end point ED1 on the extension line of the other end along the Y axis.
  • the laser irradiation is restarted from the start point ST2 on the extension of the end of the protrusion 133 along the X-axis, and the extension of the other end of the protrusion 133 on the X-axis is resumed.
  • Laser is irradiated along the X axis until the end point ED2 of.
  • the concave corners of the substrate are arcuate to reduce stress concentration, and the convex corners are angular to secure the area of the ground electrode GND. You can Further, by making the start point and the end point of laser irradiation different, it is possible to prevent processing defects in which the dielectric is not removed.
  • FIG. 10 and 11 show another example of the slit shape.
  • FIG. 10 and the third example shown in FIG. 11 an example of a slit shape for bending the dielectric substrate 105 at a desired position is shown.
  • the shape of the outer side of each of the slits (first portion 150A1, second portion 150A2) formed along the X-axis direction is formed in an arc shape, and The slit opening width is gradually widened toward the central portion in the X-axis direction of the first portion 150A1 and the second portion 150A2.
  • a portion (width) of the bent portion 135 in the Y-axis direction becomes narrower than the slit end portion.
  • the width W2 of the bent portion 135 in the portion along the imaginary line CL1 is the minimum width of the bent portion 135. Therefore, when the dielectric substrate 105 is bent, stress is likely to be concentrated on the portion where the width of the bent portion 135 is minimum, and as a result, the bent portion 135 bends along the virtual line CL1.
  • each of the slits (first portion 150B1, second portion 150B2) formed along the X-axis direction is along the imaginary line CL2, and is more than the both ends of the slit.
  • a recess 152 is formed so that the slit opening is wide.
  • the width of the bent portion 135 in the portion where the concave portion 152 is formed is minimized, so that when the dielectric substrate 105 is bent, stress is likely to be concentrated in the portion where the concave portion 152 is formed, and the bent portion 135 is formed. Bends along an imaginary line CL2.
  • the bending position can be adjusted by devising the slit shape.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an antenna module 100A of the first modification.
  • the cutout 136 is provided only between the two power supply elements 121 in the center of the four power supply elements 121, and the bent portion 135 has the cutout 136. And are formed at the positions of both ends of the flat portion 131 in the Y-axis direction. That is, in the antenna module 100A, the two feeding elements 121 are formed on each of the two protruding portions 133A.
  • the notch 136 includes between the first and second feeding elements 121 of the four feeding elements 121, and the third feeding element 121.
  • the bent portion 135 is formed between the fourth feeding elements 121, and the bent portion 135 is formed at the position of the cutout portion 136. That is, in the antenna module 100B, one feeding element 121 is arranged on the protruding portions 133B at both ends of the flat portion 131, and two feeding elements 121 are arranged on the protruding portion 133C in the central portion. ..
  • the antenna module 100A of the modification 1 and the antenna module 100B of the modification 2 are different in size of the dielectric substrate 105 and the ground electrode GND in the flat part 131 from the antenna module 100 due to the difference in the formation position of the notch 136.
  • the shapes are different. As described above, when the size and the shape of the dielectric substrate 105 and the ground electrode GND are different, the distribution of the current flowing through the ground electrode GND changes, and the directivity of the antenna array formed by the feeding elements 121 arranged in the flat portion 131 is changed. Can change. Therefore, by changing the position where the notch 136 is formed, the degree of freedom in designing the directivity is increased, and the desired antenna characteristic can be realized.
  • one of the protrusions 133A corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure
  • the other of the protrusions 133A corresponds to the “second protrusion” of the present disclosure
  • one of the protrusions 133B and 133C corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure
  • the other of the protrusions 133B and 133C is the “second protrusion” of the present disclosure.
  • the thickness of the dielectric substrate is thinner than the flat portion 131 and the flat portion 130 along the inner surfaces of the flat portion 131 and the flat portion 130 (that is, the surface facing the mounting substrate 20).
  • the shape and arrangement of the bent portion may be other configurations.
  • the bent portion 135A is formed along the outer surface (that is, the surface not facing the mounting substrate 20) of the flat portion 131 and the flat portion 130. .. Note that the bent portion 135A also has a thinner dielectric substrate than the flat portion 131 and the flat portion 130.
  • the radius of curvature of the bent portion can be increased, so that the stress applied to the bent portion can be reduced and damage to the bent portion can be suppressed. be able to. Further, since the space between the bent portion and the mounting board can be widened, damage to the bent portion due to contact with the mounting board can be suppressed.
  • a bent portion may be formed so that intermediate positions in the thickness direction of the flat portion 131 and the flat portion 130 are connected to each other.
  • each flat portion and the bent portion has sufficient flexibility, it is not always necessary to make the thickness of the bent portion thinner than that of the flat portion 130 and the flat portion 131. ..
  • the thickness of the bent portion 135B is the same as that of the flat portion 130 and the flat portion 131.
  • the step of shaving the dielectric substrate in the portion corresponding to the bent portion can be omitted, so that the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. Further, it becomes possible to secure the durability of the bent portion 135B.
  • Embodiment 1 Modifications of Single Antenna: Modifications 5 and 6
  • Embodiment 1 and Modifications 1 to 4 all have been described for the case of an antenna array in which a plurality of feeding elements are arranged. However, the features disclosed in Embodiment 1 are that only one feeding element is provided. It is also applicable to the arranged antenna modules.
  • FIG. 16 is a perspective view of an antenna module 100E of the fifth modification.
  • one feeding element 121 is arranged on the flat portion 131.
  • Only one protruding portion 133 is formed on the flat portion 131, and at least a part of the power feeding element 121 is arranged on the protruding portion 133.
  • the flat portion 131 and the flat portion 130 are connected by the bent portions 135 formed at both ends of the flat portion 131 in the Y-axis direction.
  • connection strength between the flat portion 131 and the flat portion 130 can be secured, as in the antenna device 120F of the antenna module 100F of the modification 6 of FIG. It may be formed at one end of the portion 131 in the Y-axis direction.
  • FIGS. 16 and 17 an example of a configuration in which the feeding element 121 is not formed in the flat portion 130 is shown, but as shown by the broken lines in FIGS.
  • the feeding element 121 may be provided in the unit 130 as well.
  • FIG. 18 is a perspective view of antenna module 100G according to the second embodiment.
  • the antenna module 100G includes an antenna device 120G and an RFIC 110.
  • the antenna device 120G includes flat portions 130 and 131 and a bent portion 135 that form the dielectric substrate 105, similarly to the antenna device 120 of the first embodiment.
  • the dielectric substrate 105 has a substantially L-shaped cross section.
  • the flat portion 130 having the Z-axis direction as the normal direction and the flat portion 131 having the X-axis direction as the normal direction are connected by the bent portion 135.
  • the flat portion 131 has a substantially rectangular shape, and the four feeding elements 121 are arranged in a line on the surface thereof.
  • the flat portion 130 has a structure in which a plurality of cutouts 137 are formed on a substantially rectangular dielectric substrate, and the bent portions 135 are connected to the cutouts 137.
  • a direction from the boundary portion 134A where the bent portion 135 and the flat portion 130 are connected to the flat portion 131 along the flat portion 130 that is, X A protrusion 133D that protrudes in the positive direction of the shaft
  • the position of the projecting end of the projecting portion 133D is located in the positive direction of the X axis with respect to the inner surface side of the flat portion 131 (the side facing the mounting substrate 20).
  • each projecting portion 133D is formed corresponding to the four feeding elements 121 arranged on the flat portion 131. Then, one feeding element 121 is arranged for each of the protrusions 133D. Each power feeding element 121 in the flat portion 131 is arranged so that at least a part thereof overlaps the protruding portion 133D.
  • the feeding element 121 of the flat portion 130 can be arranged in the area AR1 of the corner portion of the housing in the comparative example shown in FIG. Therefore, it is possible to effectively utilize the limited space in the communication device.
  • the dimension in the X-axis direction is shorter than that in the antenna device 120 of the first embodiment, but the dimension in the Z-axis direction is longer.
  • the configuration such as the antenna module 100G is effective when there are relatively few restrictions on the dimension of the communication device 10 in the thickness direction, but there are restrictions on the mounting position on the mounting board 20.
  • the area of the bezel portion around the display screen has tended to be narrowed in order to increase the screen size of smartphones. In such a case, with the configuration like the antenna module 100G, it becomes possible to arrange the feeding element 121 on the side of the flat portion 130 as close to the end portion of the housing as possible.
  • the flat portion 130 corresponds to the “first flat portion” of the present disclosure
  • the flat portion 131 corresponds to the “second flat portion” of the present disclosure
  • the surface located outside the flat portion 131 corresponds to the “first surface” of the present disclosure
  • the surface located inside the flat portion 131 corresponds to the “second surface” of the present disclosure.
  • one of the protrusions 133D corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure
  • the other protrusions 133D correspond to the “second protrusion” of the present disclosure.
  • one of the protrusions 133D formed on the flat portion 130 corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure
  • the other protrusion 133D corresponds to the “second protrusion” of the present disclosure.
  • one of the feeding elements 121 arranged in the flat portion 130 corresponds to the “first radiating element” of the present disclosure
  • the other feeding elements 121 arranged in the flat portion 130 are Corresponds to the “second radiating element” of the present disclosure.
  • each of the power feeding elements 121 arranged on the flat portion 131 corresponds to the “third radiating element” of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the slit shape formed in the manufacturing process of the antenna module 100G of FIG.
  • a concave portion is formed by laser processing or the like in a portion where the bent portion 135 is formed.
  • a slit 150 penetrating in the thickness direction of the dielectric substrate 105 is formed at a boundary portion between the protruding portion 133D and the bent portion 135 in the flat portion 130.
  • the shape as shown in FIG. 18 can be realized.
  • variations of the shape shown in FIGS. 8 to 11 may be applied.
  • FIG. 20 is a perspective view of antenna module 100H according to the third embodiment.
  • the protrusions 133 and 133D are formed on the two flat portions 130 and 131, respectively.
  • the protrusion 133D is formed at a position corresponding to the protrusion 133, and the bent portion 135 is formed between the notch 137 of the flat portion 130 and the notch 136 of the flat portion 131. ..
  • the power feeding element 121 is arranged at a position where at least a part of the flat portion overlaps the protruding portion.
  • the antenna device can be placed in the limited space inside the communication device. Further, since the dimensions of the antenna device in the X-axis direction and the Z-axis direction can be shortened, it is possible to contribute to downsizing of the antenna module and the communication device.
  • the flat portion 131 corresponds to the “first flat portion” of the present disclosure
  • the flat portion 130 corresponds to the “second flat portion” of the present disclosure.
  • one of the protrusions 133 corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure
  • the protrusion 133D corresponds to the “third protrusion” of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the slit shape formed in the manufacturing process of the antenna module 100H in FIG.
  • the protruding portion 133D of the flat portion 130 and the protruding portion 133 of the flat portion 131 are formed to face each other.
  • a slit 150 penetrating in the thickness direction of the dielectric substrate 105 is formed at the boundary between the bent portion 135 and each protruding portion.
  • both protrusions are formed so as to face each other, as described with reference to FIG.
  • the position of the protruding end of one protruding portion does not reach the surface of the other protruding portion when the dielectric substrate is bent. Therefore, when the antenna module is incorporated in the housing, a small but unutilized space may remain in the corner portion of the housing.
  • FIG. 22 is a perspective view of antenna module 100I according to the fourth embodiment.
  • the flat portions 130 and 131 are provided with the protrusions 133E and 133F, respectively.
  • each projecting portion is formed at a position such that the projecting end thereof enters into the notch of the other flat portion.
  • the protrusions are formed so that the protrusions 133E and the protrusions 133F are alternately arranged.
  • the bent portion 135 is formed between the protruding portion 133E and the protruding portion 133F.
  • the power feeding element 121 is arranged at a position where at least a part of the flat portion overlaps the protruding portion. That is, the feeding element 121 of the flat portion 130 and the feeding element 121 of the flat portion 131 are arranged in a zigzag shape.
  • the dimensions of the antenna module in the Y-axis direction become slightly longer, but the dimensions in the X-axis direction and the Z-axis direction can be shortened. Further, it is possible to incorporate the device in the housing without leaving an extra space in the corner portion of the housing. Therefore, it is possible to effectively utilize the limited space in the communication device and contribute to downsizing of the antenna module and the communication device.
  • the flat portion 131 corresponds to the “first flat portion” of the present disclosure
  • the flat portion 130 corresponds to the “second flat portion” of the present disclosure
  • the protrusion 133E corresponds to the “first protrusion” of the present disclosure
  • the protrusion 133F corresponds to the “third protrusion” of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining the slit shape formed in the manufacturing process of the antenna module 100I of FIG.
  • the protrusions 133E of the flat portion 130 and the protrusions 133F of the flat portion 131 are formed so as to be alternately arranged.
  • the position of the protruding end of the protruding portion 133E is offset from the position of the protruding end of the protruding portion 133F in the positive direction of the X axis.
  • a slit 150 penetrating in the thickness direction of the dielectric substrate 105 is formed at the boundary between the bent portion 135 and each protruding portion.
  • the protrusion 133E when the dielectric substrate 105 is bent, the protrusion 133E can be arranged between the two protrusions 133F, and the shape of the antenna device 120I as shown in FIG. Can be realized.
  • the shape of the slit variations of the shape shown in FIGS. 8 to 11 may be applied.
  • Embodiments 1 to 4 the example of the antenna module capable of radiating radio waves in two directions has been described.
  • an example of an antenna module that can radiate radio waves in three directions will be described.
  • FIG. 24 is a perspective view of antenna module 100J according to the fifth embodiment.
  • the flat portion 130 having the Z-axis direction as the normal direction is in the shape of a substantially square flat plate, and is formed on the side along the Y-axis.
  • a flat portion 131A is also formed on the side along the X axis.
  • the flat portion 131A has the same shape as the flat portion 131, and has a plurality of protruding portions 133G.
  • the flat portion 131A is connected to the flat portion 130 by the bent portion 135C.
  • the power feeding element 121 is arranged so that at least a part thereof overlaps the protruding portion 133G.
  • the flat portion 131A corresponds to the “third flat portion” in the present disclosure.
  • the bent portion 135C corresponds to the “second bent portion” of the present disclosure
  • the protruding portion 133G corresponds to the “fourth protruding portion” of the present disclosure.
  • each of the power feeding elements 121 arranged on the flat portion 131A corresponds to the “fourth radiating element” of the present disclosure.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the radiation direction of radio waves when the antenna module 100J of FIG. 24 is mounted in the housing 30.
  • the antenna module shown in FIG. 24 is arranged at each of the diagonal corners of the substantially rectangular parallelepiped housing 30.
  • the two antenna modules 100J1 and 100J2 are arranged such that the flat portions 130 face opposite directions.
  • radio waves are radiated from the antenna module 100J1 in the positive directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis (that is, the X1, Y1, and Z1 directions), and from the antenna module 100J2, the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • the radio waves are radiated in the negative direction of (i.e., X2, Y2, and Z2 directions). Therefore, in such a communication device, it is possible to radiate radio waves in all directions.
  • the antenna device 120J3 may be configured to radiate radio waves in three directions: the positive direction of the X axis, the negative direction of the X axis, and the Z axis direction.
  • the flat portion 131J is formed on the side of the flat portion 130 opposite to the side on which the flat portion 131 is formed.
  • the flat portion 131J has the same shape as the flat portion 131, and has a plurality of protruding portions 133J.
  • the flat portion 131J is connected to the flat portion 130 by the bent portion 135J.
  • the feeding element is arranged so that at least a part thereof overlaps the protrusion 133J. Radio waves are radiated in the negative direction of the X axis from the power feeding element arranged in the flat portion 131J.
  • each feeding element radiates radio waves in one frequency band
  • a so-called single band type antenna device and one feeding element for each feeding element.
  • An example of a single polarization type antenna device to which a high frequency signal is supplied has been described.
  • the features of the present disclosure include a dual-band type antenna device capable of radiating radio waves in two frequency bands from a radiating element, and a dual-polarization type antenna device capable of radiating radio waves in two polarization directions from a radiating element. It can also be applied to an antenna device.
  • FIG. 27 is a perspective view of antenna module 100K according to the sixth embodiment.
  • the shape of the dielectric substrate 105 is the same as that of the first embodiment, but the radiating element arranged on each flat portion is the feeding element 121. It is composed of a parasitic element 122.
  • the parasitic element 122 has a size larger than that of the feeding element 121. Then, when viewed from the normal direction of each flat portion, the parasitic element 122 is arranged on the inner layer side of the dielectric substrate 105 with respect to the feeder element 121 so as to overlap the feeder element 121. Then, the power supply wiring (not shown) penetrates the parasitic element 122 and is connected to the power supply element 121. With such a configuration of the radiating element, it is possible to radiate radio waves in different frequency bands from the feeding element 121 and the parasitic element 122.
  • each feeding element 121 by connecting the feeding wiring from the RFIC 110 to the two feeding points SP1 and SP2, two electric waves having different polarization directions are radiated from each of the feeding element 121 and the parasitic element 122. can do.
  • the radiating element of the flat portion 130 radiates a radio wave having the X-axis direction as the polarization direction and a radio wave having the Y-axis direction as the polarization direction in the Z-axis direction.
  • the radiating element of the flat portion 131 radiates a radio wave having a Y-axis direction as a polarization direction and a radio wave having a Z-axis direction as a polarization direction in the X-axis direction.
  • the example of the dual-band and dual-polarization type antenna module is described, but the dual-band and single-polarization type antenna module may be used, or the single-band and dual-polarization type antenna module may be used. It may be an antenna module. Further, the form of the radiating element arranged on the flat part 130 and the form of the radiating element arranged on the flat part 131 may be different.
  • a protrusion is formed on at least one flat portion, and at least a part of the protrusion overlaps the protrusion.
  • FIG. 28 is a sectional view of a first example antenna module 100L1 according to the seventh embodiment.
  • the antenna device 120L of the antenna module 100L1 is directly connected to the mounting board 20 via the solder bumps 145.
  • the RFIC 110A is arranged on the inner surface of the flat portion 131 of the dielectric substrate 105 (that is, the surface facing the mounting substrate 20).
  • at least a part of the RFIC 110A is arranged in the protruding portion 133 protruding from the flat portion 131.
  • the RFIC does not necessarily have to be arranged in the protruding portion 133, but is configured to be arranged in a portion other than the protruding portion 133 in the flat portion 131 like the RFIC 110B of the antenna module 100L2 shown in FIG. May be.
  • a high-frequency signal is supplied from the RFIC 110A (or RFIC 110B) to the power supply element 121 on the flat portion 130 side through the power supply wiring 170A. Further, a high frequency signal is supplied to the power feeding element 121 on the flat portion 131 side through the power feeding wiring 170B. Although not shown, a signal is transmitted from the mounting board 20 to the RFICs 110A and 110B via the bent portion 135.
  • the antenna module can be made thin when the size in the thickness direction (Z-axis direction) of the device housing the antenna module is limited. It becomes possible to do.
  • FIG. 30 is a sectional view of antenna module 100M according to the eighth embodiment.
  • the feeding element 121 arranged on the flat portion 131 side is arranged at a position other than the protruding portion 133 on the flat portion 131.
  • the protrusion is not formed as shown in FIG. 5, since the ground electrode GND is bent, the radiation direction of the radio wave from the power feeding element 121 at the connection portion between the flat portion 131# and the bent portion 135# is changed. There is a possibility that the antenna characteristics are degraded because the antenna is tilted toward the positive direction of the Z axis rather than the positive direction of the X axis.
  • the protruding portion 133 as in the antenna module 100M of FIG. 30, it is possible to secure the flatness of the ground electrode GND in the portion where the power feeding element 121 is arranged, and therefore, the radio wave from the power feeding element 121 is secured.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of antenna module 100N according to the ninth embodiment.
  • the antenna device 120N in the antenna module 100N includes a base substrate 210, a first antenna substrate 220, and a second antenna substrate 230.
  • the base substrate 210 includes a dielectric 211 and a ground electrode GND.
  • the base substrate 210 has a substantially L-shaped cross-section, and includes a flat plate-shaped flat portion 130N whose normal direction is the Z-axis direction and a flat-plate-shaped flat portion 131N whose normal line direction is the X-axis direction. , And a bent portion 135N connecting the flat portion 130N and the flat portion 131N.
  • the flat portion 131N is formed with the protruding portion 210A protruding in the Z-axis direction from the boundary portion between the flat portion 131N and the bent portion 135N. ..
  • the ground electrode GND is also formed on the protrusion 210A.
  • the RFIC 110 is connected to the lower surface side (the surface in the negative direction of the Z axis) of the flat portion 130N.
  • the RFIC 110 is mounted on the front surface 21 of the mounting board 20 via the solder bumps 140.
  • the first antenna substrate 220 is mounted on the flat portion 130N via the solder bumps 145.
  • the second antenna substrate 230 is mounted on the flat portion 131N via the solder bumps 146.
  • the feeding element 121 is arranged on the flat plate-shaped dielectric body 221.
  • a high-frequency signal from the RFIC 110 is supplied to the power feeding element 121 of the first antenna substrate 220 via the power feeding wiring 170B, and thereby radio waves are radiated in the Z-axis direction.
  • the power supply wiring 170B extends from the RFIC 110 through the flat portion 130N of the base substrate 210, after passing through the solder bump 145, and further through the dielectric 221 to reach the power feeding element 121 of the first antenna substrate 220.
  • the feeding element 121 is arranged on the flat plate-shaped dielectric body 231.
  • a high-frequency signal from the RFIC 110 is supplied to the power feeding element 121 of the second antenna substrate 230 via the power feeding wiring 171B, and thereby a radio wave is radiated in the X axis direction.
  • the power supply wiring 171B extends from the RFIC 110 inside or on the surface of the flat portion 130N and the bent portion 135N of the base substrate 210 to reach the flat portion 131N. Further, the power feeding wiring 171B passes through the solder bump 146, penetrates the dielectric 231 and reaches the power feeding element 121 of the second antenna substrate 230. At least a part of the feeding element 121 of the second antenna substrate 230 is arranged at a position facing the protruding portion 210A of the base substrate 210.
  • the bent portion is also formed in the antenna module having the configuration in which the base substrate 210 having the bent portion 135N and the first antenna substrate 220 and the second antenna substrate 230 on which the feeding elements 121 are arranged are individually formed.
  • the power feeding element 121 can be arranged in a region inside the corner portion of the housing (region AR1 in FIG. 5).
  • the size of the antenna module as a whole in the Z-axis direction can be reduced while maintaining the size of the feeding element 121. Therefore, it is possible to arrange the antenna module in a limited space in the communication device while suppressing a decrease in antenna characteristics. It is possible to provide a miniaturized antenna module.
  • FIG. 32 is a perspective view of antenna module 100P according to the tenth embodiment.
  • 33 is a cross-sectional view of the antenna module 100P.
  • the antenna module 100P has a configuration obtained by further modifying the antenna module 100B of the second modification shown in FIG. Specifically, in the antenna device 120P of the antenna module 100P, the cutout portion 180 is formed at the end of the flat portion 130 of the dielectric substrate 105, and the protruding portion 133P of the flat portion 131 corresponding to the cutout portion 180.
  • the dimension (length in the Z-axis direction) is longer than that in the second modification.
  • a part of the slit 150 is formed so as to project to the region of the flat portion 130.
  • the amount of protrusion of the protrusion 133P of the flat portion 131 can be secured, and the tip of the protrusion 133P can be made higher than the upper surface of the dielectric of the flat portion 130, as shown in FIG.
  • the position of the tip of the protruding portion does not necessarily have to be above the flat portion 130. That is, as in the antenna module 100P1 of FIG. 34, the tip of the protruding portion 133P1 may be positioned lower than the upper surface of the flat portion 130, or as in the antenna module 100P2 of FIG. It may be aligned with the upper surface of the flat portion 130.
  • connection portion between the flat portion 130 and the bent portion 135 is formed into an arc shape to suppress the decrease in bendability.
  • FIG. 36 is a perspective view of antenna module 100Q according to the eleventh embodiment.
  • the connection portion between the flat portion 130 and the bent portion 135 in the flat portion 130 of the substantially L-shaped antenna module is cut into an arc shape to form a recess 181.
  • the bending portion 135 is formed by reducing the thickness of the dielectric, or when the laser processing for forming the slit 150 is performed, the bending portion 135 side is caused by a position shift or the like. In some cases, unprocessed parts may occur and the dielectric may become thicker than the desired thickness. When such a processing residue is generated, the flexibility of the portion is deteriorated, and the stress concentration caused thereby may lead to disconnection of the power supply wiring.
  • the arc-shaped recess 181 is formed in the connecting portion between the flat portion 130 and the bent portion 135, so that the unprocessed portion on the bent portion 135 side can be suppressed.
  • laser processing may be used when forming the flat portions 130 and 131 of the dielectric substrate 105.
  • the dielectric is also removed by the laser from the peripheral portion of the desired opening position in order to surely form the opening on the upper surface side.
  • the processing is finished when the opening portion penetrates to the lower surface, and as a result, the size of the upper surface side opening tends to be larger than the size of the lower surface side opening. .. That is, the end surface from which the dielectric material has been removed is not perpendicular to the main surface of the dielectric substrate, and may have a taper shape to some extent.
  • the removal width of the surface of the dielectric substrate on the side closer to the laser irradiation source tends to be wider than the removal width of the surface on the side far from the irradiation source. Therefore, the taper shape of the end face is different between when the laser is applied from the front side of the dielectric substrate and when the laser is applied from the back side of the dielectric substrate.
  • FIG. 37 is a sectional view of a first example antenna module 100R according to the twelfth embodiment.
  • the antenna module 100R is an example in which the laser is irradiated from the surface (that is, the surface on which the power feeding element 121 is arranged) side when forming the dielectric substrate 105. Therefore, in the antenna module 100R, the dimension of the surface on which the power feeding element 121 is arranged is smaller than the dimension of the surface on which the ground electrode GND is arranged.
  • the antenna module 100S of the second example shown in FIG. 38 is an example in which the laser is irradiated from the back surface (that is, the surface on which the ground electrode GND is arranged) side when the dielectric substrate 105 is formed. .. Therefore, in the antenna module 100S, the dimension of the surface on which the power feeding element 121 is arranged is larger than the dimension of the surface on which the ground electrode GND is arranged.
  • the antenna module 100T has a configuration in which the bent portion 135T is bent from the flat portion 130 in the positive direction of the Z axis, and the flat portion 131 is connected to the bent portion 135T. That is, the flat portion 131 has a shape projecting in the positive Z-axis direction from the flat portion 130. A protruding portion 133 is formed in the negative direction of the Z axis from the connecting portion between the bent portion 135T and the flat portion 131. With such a configuration, when the space above the flat portion 130 (in the positive direction of the Z axis) has a margin, the power feeding element 121 can be arranged in the region of the corner portion of the housing.
  • the bent portion 135U is formed on the surface side of the flat portion 130 where the power feeding element is arranged, the bent portion 135U is bent on the side opposite to the mounting substrate 20. It may be configured to.
  • the bent portion 135V may be bent about 180° from the flat portion 130 in the positive direction of the Z axis.
  • the bent portion 135W may be bent from the flat portion 130 in the negative direction of the Z axis by about 180°.
  • bent portion is bent by about 180°
  • bent angle of the bent portion can be appropriately selected between 90° and 180°.
  • FIG. 43 is a perspective view of antenna device 120X of antenna module 100X according to the fifteenth embodiment.
  • the dielectric substrate 105X includes a flat portion 131X1 whose normal direction is the X-axis direction, a flat portion 131X2 whose normal direction is the Y-axis direction, and a bent portion 135X.
  • the flat portion 131X2 is connected to the flat portion 131X2 by the bent portion 135X.
  • a protrusion 133X is formed in the positive direction of the X-axis from the connecting portion between the flat portion 131X2 and the bent portion 135X.
  • Such an antenna device 120X is arranged, for example, at a corner of the side surface of the mounting board.
  • a plurality of feeding elements 121 are arranged in each of the flat portions 131X1 and 131X2. Therefore, radio waves are radiated from the antenna module 100X in two directions, the positive direction of the X axis and the positive direction of the Y axis. Then, in the flat portion 131X2, at least a part of the power feeding element 121 arranged at the position closest to the flat portion 131X1 is arranged so as to overlap the protruding portion 133X. With such a configuration, it is possible to utilize the space of the corner formed by the adjacent side surfaces of the housing.
  • the configuration in which the radiating element is arranged in the flat portion has been described, but in addition to this, another radiating element may be formed on the front surface and/or the back surface of the bent portion.
  • another radiating element may be formed on the front surface and/or the back surface of the bent portion.
  • a flat patch antenna but also a linear antenna such as a monopole antenna and a dipole antenna may be formed as the radiating element.
  • the features of the above-described embodiments can be appropriately combined within a range where no contradiction occurs.
  • 10 communication device 20 mounting board, 21 surface, 22 side surface, 30 housing, 100, 100A-100N, 100P-100X antenna module, 105, 105X dielectric board, 110, 110A, 110B RFIC, 111A-111D, 113A- 113D, 117 switch, 112AR to 112DR low noise amplifier, 112AT to 112DT power amplifier, 114A to 114D attenuator, 115A to 115D phase shifter, 116 signal combiner/splitter, 118 mixer, 119 amplification circuit, 120, 120A to 120N , 120P to 120X antenna device, 121 feeding element, 122 parasitic element, 130, 130N, 131, 131A, 131J, 131N, 131X flat portion, 133, 133A to 133G, 133J, 133P to 133S, 133X protruding portion, 134, 134A boundary part, 135, 135A to 135C, 135J, 135N, 135

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Abstract

アンテナモジュール(100)は、誘電体基板(105)と、誘電体基板(105)に配置された放射素子(121)とを備える。誘電体基板(105)は、法線方向が互いに異なる平坦部(131)および平坦部(130)と、平坦部(131)と平坦部(130)を接続する屈曲部(135)とを含む。平坦部(131)は、屈曲部(135)と平坦部(131)との境界部(134)から、平坦部(131)に沿って平坦部(130)の方向へ部分的に突出した突出部(133)を有している。平坦部(131)と屈曲部(135)とは、平坦部(131)における突出部(133)のない位置において接続されている。放射素子(121)の少なくとも一部は、突出部(133)に配置される。

Description

アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置、ならびにアンテナモジュールの製造方法
 本開示は、アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置、ならびにアンテナモジュールの製造方法に関し、より特定的には、アンテナモジュールを小型化するための技術に関する。
 スマートフォンなどの携帯端末(通信装置)のアンテナ素子(放射素子)として、平板状のパッチアンテナが用いられる場合がある。このパッチアンテナで放射される電波は指向性(直進性)が高いため、多くの方向に電波を放射させるためには、携帯端末の筐体の各面に沿ってアンテナを配置することが必要となる。
 特許第6168258号公報(特許文献1)には、放射素子が配置されたリジッド部と、伝送線路が形成され可撓性を有するフレキシブル部とを含む多層基板を備えるアンテナモジュールにおいて、リジッド部が伝送線路の延伸方向に対して屈曲された構成が開示されている。このような可撓性のある多層基板に放射素子を配置したアンテナモジュールを採用することで、筐体内の限られたスペースへのアンテナモジュールの組み込みを容易とすることができる。
特許第6168258号公報
 携帯端末においては、さらなる小型化および薄型化が要求されており、そのために携帯端末に用いられるアンテナモジュールについてもさらなる小型化が必要となっている。
 一方で、小型化のために、アンテナ素子の有効面積あるいはアンテナの誘電体層の厚みが低減されると、アンテナ特性が悪化することが懸念される。
 本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アンテナ特性の低減を抑制しつつ、通信装置内の限られたスペースに配置可能な小型化されたアンテナモジュールを提供することである。
 本開示のある局面に従うアンテナモジュールは、誘電体基板と、誘電体基板に配置された第1放射素子とを備える。誘電体基板は、法線方向が互いに異なる第1平坦部および第2平坦部と、第1平坦部と第2平坦部とを接続する第1屈曲部とを含む。第1平坦部は、第1屈曲部と第1平坦部との境界部から、第1平坦部に沿って第2平坦部の方向へ部分的に突出した第1突出部を有している。第1平坦部と第1屈曲部とは、第1平坦部における第1突出部のない位置において接続されている。第1放射素子の少なくとも一部は、第1突出部に配置される。
 本開示の他の局面に従うアンテナモジュールの製造方法は、誘電体基板の厚み方向に貫通する略C型形状のスリットを形成する第1ステップを含む。スリットは、互いに対向する第1部分および第2部分と、第1部分の端部と第2部分の端部とをつなぐ第3部分とを有する。製造方法は、スリットの第1部分および第2部分において、誘電体基板を屈曲させることにより、誘電体基板に第1平坦部、第2平坦部、および第1平坦部と第2平坦部とを接続する屈曲部を形成する第2ステップとをさらに含む。第2ステップにおいては、屈曲部が形成されることにより、第1平坦部において、屈曲部と第1平坦部との境界部から、第1平坦部に沿って第2平坦部の方向へ部分的に突出した突出部が形成され、かつ、当該突出部に放射素子の少なくとも一部が配置されるステップを含む。
 本開示のアンテナモジュールによれば、誘電体基板を屈曲することによって形成された第1平坦部の突出部に放射素子の少なくとも一部が配置される。これによって、通信装置内に生じるデッドスペース部分に放射素子を配置することができる。また、突出部が形成されない部分において誘電体基板の第1平坦部と第2平坦部とが屈曲部によって接続されているため、当該突出部における誘電体基板の厚みが、もとの誘電体基板の厚みに維持される。これによって、誘電体層の厚みが低減されることによるアンテナ特性の低下を抑制できる。したがって、本開示のアンテナモジュールによれば、アンテナ特性の低減を抑制しつつ、通信装置内の限られたスペースに配置可能な小型化されたアンテナモジュールを提供することが可能となる。
実施の形態1に従うアンテナモジュールが適用される通信装置のブロック図である。 実施の形態1に従うアンテナモジュールの斜視図である。 実施の形態1に従うアンテナモジュールの断面図である。 図3のアンテナモジュールが筐体内に組み込まれた場合の断面図である。 比較例のアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態1に従うアンテナモジュールにおける給電配線の経路を説明するための図である。 実施の形態1に従うアンテナモジュールの製造方法の概略を示す図である。 スリット形状の第1例を示す図である。 スリット成形手法を説明するための図である。 スリット形状の第2例を示す図である。 スリット形状の第3例を示す図である。 変形例1のアンテナモジュールの斜視図である。 変形例2のアンテナモジュールの斜視図である。 変形例3のアンテナモジュールの断面図である。 変形例4のアンテナモジュールの断面図である。 変形例5のアンテナモジュールの斜視図である。 変形例6のアンテナモジュールの斜視図である。 実施の形態2に従うアンテナモジュールの斜視図である。 図18のアンテナモジュールの製造プロセスにおいて形成されるスリット形状を説明するための図である。 実施の形態3に従うアンテナモジュールの斜視図である。 図20のアンテナモジュールの製造プロセスにおいて形成されるスリット形状を説明するための図である。 実施の形態4に従うアンテナモジュールの斜視図である。 図22のアンテナモジュールの製造プロセスにおいて形成されるスリット形状を説明するための図である。 実施の形態5に従うアンテナモジュールの斜視図である。 図24のアンテナモジュールが筐体に実装された場合の電波の放射方向を説明するための図である。 実施の形態5に従うアンテナモジュールの変形例の斜視図である。 実施の形態6に従うアンテナモジュールの斜視図である。 実施の形態7に従うアンテナモジュールの第1例の断面図である。 実施の形態7に従うアンテナモジュールの第2例の断面図である。 実施の形態8に従うアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態9に従うアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態10に従うアンテナモジュールの斜視図である。 図32のアンテナモジュールの断面図である。 図32のアンテナモジュールの第1変形例の断面図である。 図32のアンテナモジュールの第2変形例の断面図である。 実施の形態11に従うアンテナモジュールの斜視図である。 実施の形態12に従うアンテナモジュールの第1例の断面図である。 実施の形態12に従うアンテナモジュールの第2例の断面図である。 実施の形態13に従うアンテナモジュールの第1例の断面図である。 実施の形態13に従うアンテナモジュールの第2例の断面図である。 実施の形態14に従うアンテナモジュールの第1例の断面図である。 実施の形態14に従うアンテナモジュールの第2例の断面図である。 実施の形態15に従うアンテナモジュールの斜視図である。
 以下、本開示の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繰り返さない。
 [実施の形態1]
 (通信装置の基本構成)
 図1は、本実施の形態1に係るアンテナモジュール100が適用される通信装置10のブロック図の一例である。通信装置10は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどである。本実施の形態に係るアンテナモジュール100に用いられる電波の周波数帯域の一例は、たとえば28GHz、39GHzおよび60GHzなどを中心周波数とするミリ波帯の電波であるが、上記以外の周波数帯域の電波についても適用可能である。
 図1を参照して、通信装置10は、アンテナモジュール100と、ベースバンド信号処理回路を構成するBBIC200とを備える。アンテナモジュール100は、給電回路の一例であるRFIC110と、アンテナ装置120とを備える。通信装置10は、BBIC200からアンテナモジュール100へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ装置120から放射するとともに、アンテナ装置120で受信した高周波信号をダウンコンバートしてBBIC200にて信号を処理する。
 図1では、説明を容易にするために、アンテナ装置120を構成する複数の給電素子121のうち、4つの給電素子121に対応する構成のみ示され、同様の構成を有する他の給電素子121に対応する構成については省略されている。なお、図1においては、アンテナ装置120が二次元のアレイ状に配置された複数の給電素子121で形成される例を示しているが、給電素子121は必ずしも複数である必要はなく、1つの給電素子121でアンテナ装置120が形成される場合であってもよい。また、複数の給電素子121が一列に配置された一次元アレイであってもよい。本実施の形態においては、給電素子121は、略正方形の平板状を有するパッチアンテナである。
 RFIC110は、スイッチ111A~111D,113A~113D,117と、パワーアンプ112AT~112DTと、ローノイズアンプ112AR~112DRと、減衰器114A~114Dと、移相器115A~115Dと、信号合成/分波器116と、ミキサ118と、増幅回路119とを備える。
 高周波信号を送信する場合には、スイッチ111A~111D,113A~113Dがパワーアンプ112AT~112DT側へ切換えられるとともに、スイッチ117が増幅回路119の送信側アンプに接続される。高周波信号を受信する場合には、スイッチ111A~111D,113A~113Dがローノイズアンプ112AR~112DR側へ切換えられるとともに、スイッチ117が増幅回路119の受信側アンプに接続される。
 BBIC200から伝達された信号は、増幅回路119で増幅され、ミキサ118で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である送信信号は、信号合成/分波器116で4分波され、4つの信号経路を通過して、それぞれ異なる給電素子121に給電される。このとき、各信号経路に配置された移相器115A~115Dの移相度が個別に調整されることにより、アンテナ装置120の指向性を調整することができる。
 各給電素子121で受信された高周波信号である受信信号は、それぞれ、異なる4つの信号経路を経由し、信号合成/分波器116で合波される。合波された受信信号は、ミキサ118でダウンコンバートされ、増幅回路119で増幅されてBBIC200へ伝達される。
 RFIC110は、例えば、上記回路構成を含む1チップの集積回路部品として形成される。あるいは、RFIC110における各給電素子121に対応する機器(スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器、移相器)については、対応する給電素子121毎に1チップの集積回路部品として形成されてもよい。
 (アンテナモジュールの構成)
 次に、図2および図3を用いて、本実施の形態1におけるアンテナモジュール100の構成の詳細を説明する。図2は、アンテナモジュール100の斜視図である。また、図3は、当該アンテナモジュール100が実装基板20に実装された状態の断面図である。
 図2および図3を参照して、アンテナモジュール100は、給電素子121およびRFIC110に加えて、誘電体基板105と、給電配線170,171と、接地電極GNDとを含む。なお、以降の説明において、各図におけるZ軸の正方向を上面側、負方向を下面側と称する場合がある。
 誘電体基板105は、たとえば、低温同時焼成セラミックス(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)多層基板、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、より低い誘電率を有する液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer:LCP)から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、フッ素系樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、あるいは、LTCC以外のセラミックス多層基板である。なお、誘電体基板105は必ずしも多層構造でなくてもよく、単層の基板であってもよい。
 アンテナモジュール100のアンテナ装置120において、誘電体基板105は、断面形状が略L字形状となっており、図2および図3のZ軸方向を法線方向とする平板状の平坦部130と、図2および図3のX軸方向を法線方向とする平板状の平坦部131と、当該2つの平坦部130,131を接続する屈曲部135とを含む。なお、実施の形態1においては、平坦部131が本開示の「第1平坦部」に対応し、平坦部130が本開示の「第2平坦部」に対応する。
 アンテナモジュール100においては、2つの平坦部130,131の各々に、4つの給電素子121がY軸方向に一列に配置されている。以下の説明において、理解を容易にするために、給電素子121が平坦部130,131の表面に露出するように配置された例について説明するが、給電素子121は、平坦部130,131の誘電体基板の内部に配置されてもよい。
 平坦部130は略矩形形状を有しており、その表面に4つの給電素子121が一列に配置されている。また、平坦部130の下面側(Z軸の負方向の面)には、RFIC110が接続されている。RFIC110は、はんだバンプ140を介して、実装基板20の表面21に実装されている。なお、RFIC110は、はんだ接続に代えて、多極コネクタを用いて実装基板20に実装されてもよい。
 平坦部131は、平坦部130から屈曲した屈曲部135に接続されており、その内側の面(X軸の負方向の面)が実装基板20の側面22に面するように配置される。平坦部131は、略矩形形状の誘電体基板に複数の切欠部136が形成された構成となっており、この切欠部136に屈曲部135が接続されている。言い換えると、平坦部131において切欠部136が形成されていない部分には、屈曲部135と平坦部131とが接続される境界部134から、当該平坦部131に沿って平坦部130に向かう方向(すなわち、Z軸の正方向)に突出した突出部133が形成されている。この突出部133の突出端の位置は、平坦部130の下面側(実装基板20に面する側)の面よりもZ軸の正方向に位置している。なお、実施の形態1においては、平坦部130の上面側の面(外側に位置する面)が本開示の「第1面」に対応し、平坦部130の下面側(実装基板20に対向する面)が本開示の「第2面」に対応する。また、実施の形態1においては、屈曲部135が本開示の「第1屈曲部」に対応する。
 図2のアンテナモジュール100においては、平坦部130に配置された4つの給電素子121に対応して、4つの突出部133が形成されている。そして、この突出部133の各々に対して、1つの給電素子121が配置されている。平坦部131における各給電素子121は、少なくともその一部が突出部133に重なるように配置されている。
 なお、実施の形態1においては、平坦部131に形成される突出部133のうちの1つが本開示の「第1突出部」に対応し、その他の突出部133が本開示の「第2突出部」に対応する。また、実施の形態1においては、平坦部131に配置された給電素子121のうちの1つが本開示の「第1放射素子」に対応し、平坦部131に配置されたその他の給電素子121が本開示の「第2放射素子」に対応する。実施の形態1においては、平坦部130に配置された給電素子121の各々が本開示の「第3放射素子」に対応する。
 平坦部130,131および屈曲部135において、実装基板20に面する表面あるいは内層には接地電極GNDが配置されている。平坦部130の給電素子121には、給電配線170を介して、RFIC110からの高周波信号が伝達される。また、平坦部131の給電素子121には、給電配線171を介して、RFIC110からの高周波信号が伝達される。給電配線171は、RFIC110から、平坦部130,131の各誘電体基板の内部、および、屈曲部135の誘電体基板の内部(あるいは表面)を通って、平坦部131に配置された給電素子121に接続される。
 図7で後述するように、平坦部130,131および屈曲部135は、平板状の誘電体基板105を部分的に加工し、屈曲させることによって形成される。このとき、平坦部131の厚みは、突出部133の部分を含めて、平坦部130の厚みと同じとされる。これにより、平坦部131の給電素子121について、誘電体基板の厚みの減少に伴うアンテナ特性の低下を抑制することができる。
 図4は、アンテナモジュール100が通信装置10の筐体30の内部に組み込まれた状態の断面図である。アンテナモジュール100は、筐体30の隣り合う2つの面の内側に面するように配置される。図4の例においては、筐体30は樹脂あるいはガラスなどの誘電材料で形成されており、給電素子121が筐体30に接するように配置される。なお、給電素子121が内部の層に配置される場合には、誘電体基板(平坦部130,131)が筐体30に接するように配置される。また、筐体30が金属材料で形成される場合には、筐体30自体が電波を遮断するシールドとして作用してしまうため、給電素子121が面する部分については、部分的に誘電材料が設けられる。
 図5は比較例のアンテナモジュール100#が筐体30の内部に組み込まれた状態の断面図である。比較例のアンテナモジュール100#における平坦部131#は、アンテナモジュール100の平坦部131のように屈曲部135#から突出しておらず、屈曲部135#の端部からさらに延伸するように配置されている。アンテナモジュール100#のような構成においては、図5に示される筐体30の角部分の内側の領域AR1を有効に活用することができず、また、アンテナモジュール100#のZ軸方向の寸法が、実施の形態1のアンテナモジュール100のZ軸方向の寸法よりも大きくなる。
 近年、通信装置の小型化および薄型化の要求がさらに高くなっているが、比較例のアンテナモジュール100#のような構造において、Z軸方向の寸法を短くすると、平坦部131#に配置される給電素子121のサイズを小さくする必要があり、所望のアンテナ特性が得られなくなる可能性がある。
 一方で、実施の形態1のように、屈曲部135よりも平坦部130の方向に平坦部131を突出させる構造とすることで、図5で示した領域AR1に給電素子121を配置することが可能となる。これによって、給電素子121のサイズを維持したままアンテナモジュール全体のZ軸方向の寸法を低減することができる。したがって、アンテナ特性の低減を抑制しつつ、通信装置内の限られたスペースに配置可能な小型化されたアンテナモジュールを提供することが可能となる。
 なお、上述のように、実施の形態1のアンテナモジュール100においては、突出部133の誘電体基板の厚みは、平坦部131の他の部分の誘電体基板と同じ厚みとされる。そのため、誘電体基板の厚みの減少に伴うアンテナ特性の低下も抑制できる。
 図6は、平坦部131の給電素子121へ高周波信号を伝達する給電配線171の経路を説明するための図である。図6を参照して、給電配線171は、RFIC110から、平坦部130の誘電体基板内を通過し、屈曲部135を通って平坦部131へ至る。平坦部131においては、給電配線171は、屈曲部135と平坦部131との境界部134よりもさらにZ軸の負方向の位置まで延伸し、そこからY軸方向に屈曲して給電素子121に接続される。
 このとき、境界部134が給電素子121の給電点SPよりもZ軸の負方向に位置する場合には、RFIC110から給電素子121までの給電配線171の長さが長くなり、給電配線171での損失が若干増加するが、屈曲部135の曲率半径を大きくとることができるので、屈曲部135に加わる応力を低減でき屈曲部135の破損を抑制することができる。また、突出部133の突出量を大きくできるので、突出部133の突出端の位置をより高い位置に配置することができ、筐体30内での配置の自由度を増加できる。
 一方、境界部134が給電素子121の給電点SPよりもZ軸の正方向に位置する場合には、給電配線171の長さを短くすることができるので、給電配線171による損失は抑制できるが、平坦部131の屈曲加工がややしにくくなる。境界部134の位置、すなわち突出部133の突出量は、許容される損失および平坦部131の給電素子121の配置に応じて適宜設定される。
 (製造プロセス)
 次に、図7を用いて、アンテナモジュール100の製造プロセスについて説明する。図7においては、図7(a)から図7(d)へと工程が進められる。各工程において、上段には誘電体基板105の法線方向(すなわち、Z軸方向)から見たときの平面図が示されており、下段には屈曲部135が形成される部分を含む断面図が示されている。なお、断面図においては、説明を容易にするために、接地電極、給電配線および誘電体基板内の配線パターンについては省略されている。
 まず図7(a)に示される工程では、誘電体と所望のパターンに成形された金属膜とが接合された誘電体層を複数積層することによって誘電体基板105が形成される。各誘電体層の金属膜によって、接地電極および給電素子121等が形成される。このとき、誘電体基板105の平坦部131となる部分の内層には、屈曲部135と同じ形状の電極190が形成されている。
 次に図7(b)に示される工程では、屈曲部135を形成する部分の誘電体がレーザ加工によって除去されて、誘電体基板105に凹部195が形成される。このとき、前述の電極190よりも上部の誘電体のみがレーザによって除去される。すなわち、電極190はレーザ加工の際にレーザを遮断するためのガード電極として機能する。これによって、誘電体基板105を平面視した場合に、電極190が露出する。この電極190によって、屈曲部135の所望の厚みが確保される。なお、平坦部131へと至る給電配線171は、当該電極190よりも下面側の層に形成されている。
 突出部133となる部分と屈曲部135となる部分との境界部分には、レーザ加工によって誘電体基板105を厚み方向に貫通するスリット150が形成される。なお、このスリット150が形成される部分には、電極190は形成されていない。
 上述の図7(b)の工程において、スリット150を形成する工程と、凹部195を形成する工程との順序は特に限定されない。すなわち、スリット150の形成に先立って凹部195を形成してもよいし、スリット150の形成後に凹部を形成してもよい。なお、スリット150形成の際のレーザ加工において、加工の際に生じるスミア(すす)によって、周囲の誘電体に汚れが付着する場合がある。そのため、スリット150を形成した後に凹部195を形成することで、汚れが付着した誘電体を凹部195の形成の際に除去することができ、最終の製品における外観不良を抑制することができる。
 その後、図7(c)に示される工程において、エッチング処理を施すことによって、露出した電極190が除去される。なお、誘電体基板105の表面に給電素子121が配置される場合には、エッチング処理に先立って、レジスト等により給電素子121の部分にマスク処理が施される。
 そして、図7(d)に示される工程において、屈曲部135の部分においてY軸に沿って誘電体基板105を屈曲させる。これによって、平坦部131の法線がX軸方向に向けられる。このとき、スリット150が形成されていることにより、誘電体基板の一部が屈曲部135の面から立ち上がり、突出部133が形成されるとともに、突出部133に給電素子121の少なくとも一部が配置される。これによって、アンテナ装置120が形成される。その後、平坦部130の下面側にRFIC110が接続されることによって、アンテナモジュール100が形成される。
 なお、誘電体の除去については、レーザ加工以外の加工法(たとえば、ルーター加工)により行なわれてもよい。この場合には、ガード電極として機能する電極190は不要である。
 (スリット形状)
 図7(d)の屈曲工程においては、誘電体基板105の全体にわたってY軸に沿った直線状に誘電体基板105を屈曲させることが望ましい。誘電体基板105を屈曲させる際に、応力集中が生じる部分(応力集中点)がスリット150に存在すると、当該応力集中点において誘電体基板105が屈曲しやすくなる。そのため、スリット150を、屈曲させたい部分にできるだけ応力集中が生じ、逆に屈曲させたくない部分には応力集中が生じないような形状とすることが好ましい。
 図8は、スリット形状の第1例を示す図である。図8に示されるように、スリット150は、全体として角張ったC字形状となっている。ここで、一般的には、角張った部分には応力が集中しやすいことが知られている。そのため、X軸方向に延在し互いに対向する2つのスリット(第1部分,第2部分)とY軸方向に延在するスリット(第3部分)が交わる角部155を、所定の曲率半径を有する円弧状に形成することによって、角部155の応力集中が低減される。これによって、Y軸に沿ったスリット150の第3部分で屈曲することが抑制される。ただし、スリット150の内側、すなわち給電素子121が配置される突出部133の端部の凸状の角部については、接地電極GNDの面積をできるだけ確保するために角張った状態としておくことが好ましい。
 レーザ加工によって当該スリット150を形成する場合、図9(a)のように開始点STからスリット150と誘電体基板との境界に沿って開始点STに戻る経路でレーザを照射した場合、突出部133の端部の凸状の角部には少なからず曲率を有する曲線となってしまう。また、加工終了点が開始点STに一致しない場合には、スリット150部分の誘電体が除去されず加工不良となる可能性がある。
 そのため、図9(b)に示されるように、2つの工程によってスリットおよび150を形成することが好ましい。第1工程においては、突出部133のY軸に沿った端部の延長上の開始点ST1から加工を開始し、スリット150と誘電体基板との境界に沿ってレーザを照射し、突出部133のY軸に沿った他方の端部の延長線上の終了点ED1で一旦レーザの照射を終了する。そして、第2工程においては、突出部133のX軸に沿った端部の延長上の開始点ST2からレーザの照射を再開し、突出部133のX軸に沿った他方の端部の延長上の終了点ED2まで、X軸に沿ってレーザを照射する。
 このような工程でスリット150を形成することで、基板の凹状の角部については円弧状として応力集中を低減し、凸状の角部については角張った形状として接地電極GNDの面積を確保することができる。また、レーザ照射の開始点と終了点とを異ならせることによって、誘電体が除去されない加工不良を防止することができる。
 図10および図11は、スリット形状の他の例を示したものである。図10に示される第2例および図11に示される第3例においては、所望の位置で誘電体基板105を屈曲させるためのスリット形状の例が示される。
 図10の第2例のスリット150Aは、X軸方向に沿って形成されたスリット(第1部分150A1,第2部分150A2)の各々における外側の辺の形状が円弧形状に形成されており、第1部分150A1および第2部分150A2のX軸方向の中央部に向かってスリット開口幅が徐々に広くなっている。これにより、屈曲部135のY軸方向の寸法(幅)について、スリット端部よりも狭くなる部分が生じる。図10の例においては、仮想線CL1に沿った部分の屈曲部135の幅W2が屈曲部135の最小幅となっている。したがって、誘電体基板105を屈曲させる際に、この屈曲部135の幅が最小となる部分に応力が集中しやすくなり、結果として、屈曲部135は仮想線CL1に沿って屈曲する。
 図11の第3例のスリット150Bにおいては、X軸方向に沿って形成されたスリット(第1部分150B1,第2部分150B2)の各々に、仮想線CL2に沿って、スリットの両端部よりもスリット開口部が広くなるような凹部152が形成されている。これによって、凹部152が形成された部分の屈曲部135の幅が最小となるため、誘電体基板105を屈曲させる際に、凹部152が形成された部分に応力が集中しやすくなり、屈曲部135は仮想線CL2に沿って屈曲する。
 以上のように、スリット形状を工夫することによって、屈曲位置を調整することができる。
 (変形例)
 以下、アンテナモジュールのバリエーション(変形例)について説明する。
 (切欠部の変形例:変形例1,変形例2)
 実施の形態1のアンテナモジュール100においては、平坦部131の隣接する給電素子121の間のすべてに切欠部136が形成される例について説明したが、必ずしもすべての給電素子121同士の間に切欠部136が形成されなくてもよい。
 図12は、変形例1のアンテナモジュール100Aを示す斜視図である。アンテナモジュール100Aのアンテナ装置120Aにおいては、切欠部136は、4つの給電素子121のうちの、中央部の2つ給電素子121の間のみに設けられており、屈曲部135は、当該切欠部136と、平坦部131のY軸方向の両端部の位置に形成されている。すなわち、アンテナモジュール100Aにおいては、2つの突出部133Aの各々に、2つの給電素子121が形成されている。
 また、図13の変形例2のアンテナモジュール100Bのアンテナ装置120Bにおいては、切欠部136は、4つの給電素子121のうちの、1番目と2番目の給電素子121の間、および、3番目と4番目の給電素子121の間に形成されており、当該切欠部136の位置に屈曲部135が形成されている。すなわち、アンテナモジュール100Bにおいては、平坦部131の両端部の突出部133Bには、1つの給電素子121が配置されており、中央部の突出部133Cには2つの給電素子121が配置されている。
 変形例1のアンテナモジュール100Aおよび変形例2のアンテナモジュール100Bは、切欠部136の形成位置の違いにより、アンテナモジュール100と比較して、平坦部131における誘電体基板105および接地電極GNDのサイズおよび形状が異なっている。このように、誘電体基板105および接地電極GNDのサイズおよび形状が異なると、接地電極GNDに流れる電流分布が変化し、平坦部131に配置された給電素子121で形成されるアンテナアレイの指向性が変化し得る。したがって、切欠部136の形成位置を変化させることによって、指向性の設計自由度が増加し、所望のアンテナ特性を実現することが可能となる。
 なお、変形例1においては、突出部133Aの一方が本開示の「第1突出部」に対応し、突出部133Aの他方が本開示の「第2突出部」に対応する。また、変形例2においては、突出部133B,133Cのうちの一方が本開示の「第1突出部」に対応し、突出部133B,133Cのうちの他方が本開示の「第2突出部」に対応する。
 (屈曲部の変形例:変形例3,変形例4)
 実施の形態1のアンテナモジュール100においては、平坦部131および平坦部130の内面(すなわち、実装基板20に対向する面)側に沿って、平坦部131および平坦部130よりも誘電体基板の厚みが薄い屈曲部135が形成される構成について説明したが、屈曲部の形状および配置については他の構成とすることも可能である。
 図14の変形例3のアンテナモジュール100Cのアンテナ装置120Cにおいては、屈曲部135Aは、平坦部131および平坦部130の外面(すなわち、実装基板20に対向しない面)側に沿って形成されている。なお、屈曲部135Aについても、平坦部131および平坦部130よりも誘電体基板の厚みは薄い。図14のアンテナモジュール100Cのように、外面側に屈曲部を形成することによって、屈曲部の曲率半径を大きくすることができるので、屈曲部に加わる応力を低減でき、屈曲部の破損を抑制することができる。また、屈曲部と実装基板との間のスペースを広げることができるので、実装基板との接触による屈曲部の破損を抑制することができる。
 なお、図には示されていないが、平坦部131および平坦部130の厚み方向の中間位置同士が接続されるように屈曲部が形成されてもよい。
 また、各平坦部および屈曲部を構成する誘電体基板105に十分な可撓性がある場合には、屈曲部の厚みを平坦部130および平坦部131に比べて薄くすることは必ずしも必要ではない。
 図15に示される変形例4のアンテナモジュール100Dのアンテナ装置120Dにおいては、屈曲部135Bの厚みは、平坦部130および平坦部131と同じ厚みとなっている。この場合、後述する製造プロセスにおいて、屈曲部に対応する部分の誘電体基板を削る工程が省略できるので、製造プロセスを簡略化できコストの低減にもつながる。また、屈曲部135Bの部分の耐久性も確保することが可能となる。
 なお、変形例3,4についても、変形例1,2で示した切欠部の構成を適用してもよい。
 (単独アンテナの変形例:変形例5,変形例6)
 実施の形態1および変形例1~4においては、いずれも複数の給電素子が配置されたアンテナアレイの場合について説明したが、実施の形態1で開示される特徴については、給電素子が1つだけ配置されたアンテナモジュールについても適用可能である。
 図16は、変形例5のアンテナモジュール100Eの斜視図である。アンテナモジュール100Eのアンテナ装置120Eにおいては、平坦部131に1つの給電素子121が配置されている。平坦部131には突出部133が1つだけ形成されており、給電素子121の少なくとも一部が、当該突出部133上に配置されている。なお、平坦部131と平坦部130とは、平坦部131のY軸方向の両端部に形成された屈曲部135によって接続されている。
 なお、屈曲部135が形成される位置については、平坦部131と平坦部130との接続強度を確保することができれば、図17の変形例6のアンテナモジュール100Fのアンテナ装置120Fのように、平坦部131のY軸方向の片方の端部に形成されてもよい。
 また、図16および図17の変形例においては、平坦部130には給電素子121が形成されない構成の例が示されているが、図16および図17に破線で示されているように、平坦部130にも給電素子121が設けられてもよい。
 [実施の形態2]
 実施の形態1のアンテナモジュールにおいては、実装基板の側面に面する平坦部(平坦部131)に突出部が形成される構成の例について説明した。
 実施の形態2においては、実装基板の表面に面する平坦部(平坦部130)に突出部が形成されたアンテナモジュールの例について説明する。
 図18は、実施の形態2に従うアンテナモジュール100Gの斜視図である。図18を参照して、アンテナモジュール100Gは、アンテナ装置120Gと、RFIC110とを備える。アンテナ装置120Gは、実施の形態1のアンテナ装置120と同様に、誘電体基板105を構成する平坦部130,131および屈曲部135を含む。誘電体基板105の断面は略L字形状となっている。Z軸方向を法線方向とする平坦部130と、X軸方向を法線方向とする平坦部131とは、屈曲部135により接続されている。
 平坦部131は略矩形形状を有しており、その表面に4つの給電素子121が一列に配置されている。
 平坦部130は、略矩形形状の誘電体基板に複数の切欠部137が形成された構成となっており、この切欠部137に屈曲部135が接続されている。平坦部130において切欠部137が形成されていない部分には、屈曲部135と平坦部130とが接続される境界部134Aから、当該平坦部130に沿って平坦部131に向かう方向(すなわち、X軸の正方向)に突出した突出部133Dが形成されている。この突出部133Dの突出端の位置は、平坦部131の内面側(実装基板20に面する側)の面よりもX軸の正方向に位置している。
 アンテナ装置120Gにおいては、平坦部131に配置された4つの給電素子121に対応して、4つの突出部133Dが形成されている。そして、この突出部133Dの各々に対して、1つの給電素子121が配置されている。平坦部131における各給電素子121は、少なくともその一部が突出部133Dに重なるように配置されている。
 このようなアンテナ装置の構成とすることにより、図5に示した比較例における筐体の角部分の領域AR1に、平坦部130の給電素子121を配置することができる。したがって、通信装置内の限られたスペースを有効に活用することができる。なお、実施の形態2のアンテナモジュール100Gにおいては、実施の形態1のアンテナ装置120と比較すると、X軸方向の寸法は短くなっているが、Z軸方向の寸法については長くなっている。アンテナモジュール100Gのような構成は、通信装置10の厚み方向の寸法の制約が比較的に少なく、一方で実装基板20上における実装位置に制約があるような場合に効果的である。近年では、スマートフォンにおいて大画面化のために表示画面の周囲のベゼル部分の面積が狭くされる傾向にある。このような場合には、アンテナモジュール100Gのような構成とすることにより、平坦部130側の給電素子121をできるだけ筐体の端部に配置することが可能となる。
 なお、実施の形態2においては、平坦部130が本開示の「第1平坦部」に対応し、平坦部131が本開示の「第2平坦部」に対応する。実施の形態2においては、平坦部131の外側に位置する面が本開示の「第1面」に対応し、平坦部131の内側に位置する面が本開示の「第2面」に対応する。実施の形態2においては、突出部133Dのうちに1つが本開示の「第1突出部」に対応し、その他の突出部133Dが本開示の「第2突出部」に対応する。
 また、実施の形態2においては、平坦部130に形成される突出部133Dのうちの1つが本開示の「第1突出部」に対応し、その他の突出部133Dが本開示の「第2突出部」に対応する。また、実施の形態2においては、平坦部130に配置された給電素子121のうちの1つが本開示の「第1放射素子」に対応し、平坦部130に配置されたその他の給電素子121が本開示の「第2放射素子」に対応する。実施の形態2においては、平坦部131に配置された給電素子121の各々が本開示の「第3放射素子」に対応する。
 図19は、図18のアンテナモジュール100Gの製造プロセスにおいて形成されるスリット形状を説明するための図である。図19に示されるように、誘電体基板105において、屈曲部135が形成される部分には、レーザ加工等により凹部が形成される。そして、平坦部130における突出部133Dと屈曲部135との境界の部分に、誘電体基板105の厚み方向に貫通するスリット150が形成される。このようなスリットを形成することによって、屈曲部135の部分で誘電体基板105を屈曲させた場合に、図18で示したような形状を実現することができる。なお、スリットの形状については、図8~図11で示したような形状のバリエーションを適用してもよい。
 [実施の形態3]
 実施の形態3においては、双方の平坦部に突出部が形成される構成の例について説明する。
 図20は、実施の形態3に従うアンテナモジュール100Hの斜視図である。アンテナモジュール100Hのアンテナ装置120Hにおいては、2つの平坦部130,131に、突出部133,133Dがそれぞれ形成されている。アンテナ装置120Hにおいては、突出部133と対応する位置に突出部133Dが形成されており、平坦部130の切欠部137と平坦部131の切欠部136との間に屈曲部135が形成されている。そして、給電素子121は、各平坦部において、少なくともその一部が突出部に重なる位置に配置されている。
 このような構成とすることによって、通信装置内の限られたスペースにアンテナ装置を配置できる。また、アンテナ装置のX軸方向およびZ軸方向の寸法を短くすることができるので、アンテナモジュールおよび通信装置の小型化に寄与することができる。なお、実施の形態3においては、平坦部131が本開示の「第1平坦部」に対応し、平坦部130が本開示の「第2平坦部」に対応する。また、実施の形態3において、突出部133のうちの1つが本開示の「第1突出部」に対応し、突出部133Dが本開示の「第3突出部」に対応する。
 図21は、図20のアンテナモジュール100Hの製造プロセスにおいて形成されるスリット形状を説明するための図である。図21に示されるように、誘電体基板105を屈曲させる前においては、平坦部130の突出部133Dと平坦部131の突出部133とが互いに対向して形成されている。そして、屈曲部135と各突出部との境界部分に、誘電体基板105の厚み方向に貫通するスリット150が形成される。このようなスリットを形成することによって、屈曲部135の部分で誘電体基板105を屈曲させた場合に、図20で示したようなアンテナ装置120Hの形状を実現することができる。なお、スリットの形状については、図8~図11で示したような形状のバリエーションを適用してもよい。
 [実施の形態4]
 実施の形態3においては、2つの平坦部に突出部が形成されたアンテナ装置において、図21で説明したように、双方の突出部が対向するように形成されていた。しかしながら、実施の形態3の構成では、誘電体基板を屈曲させた状態において、一方の突出部の突出端の位置が他方の突出部の面まで達しない。そのため、当該アンテナモジュールを筐体内に組み込んだ場合に、筐体の角部分に若干ではあるが活用できないスペースが残り得る。
 実施の形態4においては、一方の平坦部の2つの突出部の間(すなわち、切欠部)に他方の突出部を形成する構成の例について説明する。
 図22は、実施の形態4に従うアンテナモジュール100Iの斜視図である。アンテナモジュール100Iのアンテナ装置120Iにおいては、実施の形態3のアンテナ装置120Hと同様に、平坦部130,131に突出部133E,133Fがそれぞれ形成されている。そして、各突出部は、その突出端が他方の平坦部の切欠部に入り込むような位置に形成されている。言い換えれば、突出部133Eと突出部133Fとが交互に配置されるように、各突出部が形成されている。屈曲部135は、突出部133Eと突出部133Fとの間に形成されている。
 給電素子121は、各平坦部において、少なくともその一部が突出部に重なる位置に配置されている。すなわち、平坦部130の給電素子121と、平坦部131の給電素子121とは、ジグザグ状に配置されている。
 このような構成とすることによって、アンテナモジュールのY軸方向の寸法はやや長くなるものの、X軸方向およびZ軸方向の寸法を短くすることができる。さらに、筐体の角部分に余分なスペースを残さないように、筐体内に組み込むことが可能となる。したがって、通信装置内の限られたスペースを有効に活用することができるとともに、アンテナモジュールおよび通信装置の小型化に寄与することができる。
 なお、実施の形態4においては、平坦部131が本開示の「第1平坦部」に対応し、平坦部130が本開示の「第2平坦部」に対応する。実施の形態4において、突出部133Eが本開示の「第1突出部」に対応し、突出部133Fが本開示の「第3突出部」に対応する。
 図23は、図22のアンテナモジュール100Iの製造プロセスにおいて形成されるスリット形状を説明するための図である。図23に示されるように、誘電体基板105を屈曲させる前においては、平坦部130の突出部133Eと平坦部131の突出部133Fとが交互に配置されるように形成されている。このとき、突出部133Eの突出端の位置が、突出部133Fの突出端の位置よりもX軸の正方向にオフセットした位置となるようにする。そして、屈曲部135と各突出部との境界部分に、誘電体基板105の厚み方向に貫通するスリット150が形成される。このような構成とすることで、誘電体基板105を屈曲させたときに、2つの突出部133Fの間に突出部133Eを配置することができ、図22で示したようなアンテナ装置120Iの形状を実現することができる。なお、スリットの形状については、図8~図11で示したような形状のバリエーションを適用してもよい。
 [実施の形態5]
 実施の形態1~4においては、2方向に電波を放射することができるアンテナモジュールの例について説明した。実施の形態5においては、3方向に電波を放射することができるアンテナモジュールの例について説明する。
 図24は、実施の形態5に従うアンテナモジュール100Jの斜視図である。図24を参照して、アンテナモジュール100Jのアンテナ装置120Jにおいては、Z軸方向を法線方向とする平坦部130が、略正方形の平板状とされており、Y軸に沿った辺側に形成された平坦部131に加えて、X軸に沿った辺側にも平坦部131Aが形成されている。平坦部131Aは、平坦部131と同様の形状を有しており、複数の突出部133Gが形成されている。平坦部131Aは、屈曲部135Cによって平坦部130に接続されている。そして、平坦部131Aにおいて、給電素子121は、その少なくとも一部が突出部133Gに重なるように配置される。このような形状のアンテナ装置120Jを、筐体の3つの面が交わる角部分に配置することによって、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の3方向に電波を放射することができる。そして、筐体の2つの面が交わる角部分のスペースを有効に活用することができる。
 なお、実施の形態5において、平坦部131Aが本開示における「第3平坦部」に対応する。また、実施の形態5において、屈曲部135Cが本開示の「第2屈曲部」に対応し、突出部133Gが本開示の「第4突出部」に対応する。実施の形態4において、平坦部131Aに配置される給電素子121の各々が、本開示の「第4放射素子」に対応する。
 図25は、図24のアンテナモジュール100Jが筐体30に実装された場合の電波の放射方向を説明するための図である。図25においては、略直方体の筐体30の対角の位置にある角部の各々に、図24で示したアンテナモジュールが配置されている。2つのアンテナモジュール100J1,100J2は、平坦部130が互いに反対方向を向くように配置される。これによって、アンテナモジュール100J1からは、X軸、Y軸およびZ軸の正方向(すなわち、X1、Y1およびZ1方向)に電波が放射され、アンテナモジュール100J2からは、X軸、Y軸およびZ軸の負方向(すなわち、X2、Y2およびZ2方向)に電波が放射される。したがって、このような通信装置においては、全方向へ電波を放射することが可能となる。
 (変形例)
 図24に示したアンテナモジュール100Jのアンテナ装置120Jにおいては、X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向の3方向に電波を放射する構成について説明したが、たとえば、図26のアンテナモジュール100J3のアンテナ装置120J3のように、X軸の正方向、X軸の負方向、およびZ軸方向の3方向に電波を放射する構成であってもよい。
 図26のアンテナ装置120J3においては、平坦部130において平坦部131が形成される辺に対向する辺に、平坦部131Jが形成されている。平坦部131Jは、平坦部131と同様の形状を有しており、複数の突出部133Jが形成されている。平坦部131Jは、屈曲部135Jによって平坦部130に接続されている。図26では突出部133Jの背後となって示されていないが、平坦部131Jにおいて、給電素子は、その少なくとも一部が突出部133Jに重なるように配置される。平坦部131Jに配置された給電素子からは、X軸の負方向に電波が放射される。
 なお、図26においては、X軸の正方向および負方向に平坦部が形成される例について説明したが、Y軸の正方向および負方向に平坦部が形成される場合であってもよい。
 [実施の形態6]
 上述の実施の形態においては、放射素子として給電素子のみが用いられ、各給電素子から1つの周波数帯域の電波が放射される、いわゆるシングルバンドタイプのアンテナ装置、および、各給電素子に1つの給電点において高周波信号が供給される、シングル偏波タイプのアンテナ装置の例について説明した。しかしながら、本開示の特徴については、放射素子から2つの周波数帯域の電波を放射可能なデュアルバンドタイプのアンテナ装置、および、放射素子から2つの偏波方向の電波を放射可能なデュアル偏波タイプのアンテナ装置にも適用可能である。
 図27は、実施の形態6に従うアンテナモジュール100Kの斜視図である。図27に示されるアンテナモジュール100Kのアンテナ装置120Kにおいて、誘電体基板105の形状は、実施の形態1と同じ形状とされているが、各平坦部に配置される放射素子が、給電素子121と無給電素子122で構成されている。
 無給電素子122は、給電素子121よりも大きなサイズを有している。そして、各平坦部の法線方向から見た場合に、無給電素子122は、給電素子121よりも誘電体基板105の内層側に、給電素子121と重なるように配置される。そして、給電配線(図示せず)は、無給電素子122を貫通して給電素子121に接続される。放射素子をこのような構成とすることによって、給電素子121と無給電素子122とから、互いに異なる周波数帯域の電波を放射することができる。
 また、各給電素子121において、2つの給電点SP1,SP2にRFIC110からの給電配線を接続することによって、給電素子121および無給電素子122の各々から、異なる偏波方向を有する2つの電波を放射することができる。たとえば、平坦部130の放射素子からは、X軸方向を偏波方向とする電波と、Y軸方向を偏波方向とする電波とが、Z軸方向へと放射される。また、平坦部131の放射素子からは、Y軸方向を偏波方向とする電波と、Z軸方向を偏波方向とする電波とが、X軸方向へと放射される。
 なお、アンテナモジュール100Kにおいては、デュアルバンドかつデュアル偏波タイプのアンテナモジュールの例について説明したが、デュアルバンドかつシングル偏波タイプのアンテナモジュールであってもよいし、シングルバンドかつデュアル偏波タイプのアンテナモジュールであってもよい。また、平坦部130に配置される放射素子の態様と、平坦部131に配置される放射素子の態様とが異なっていてもよい。
 以上説明したように、屈曲させることによって略L字形状の断面に形成される誘電体基板を有するアンテナモジュールにおいて、少なくとも一方の平坦部に突出部を形成し、少なくとも一部が当該突出部と重なるように給電素子を配置することによって、当該アンテナモジュールを通信装置の筐体内に組み込んだときに、筐体の角部のデッドスペースに給電素子を配置することが可能となる。また、誘電体基板を屈曲させた後でも、突出部の厚みを平坦部の厚みと同じ寸法に維持することができる。したがって、アンテナ特性の低減を抑制しつつ、通信装置内の限られたスペースに配置可能な小型化されたアンテナモジュールを提供することが可能となる。
 [実施の形態7]
 上述の実施の形態においては、RFIC110が実装基板20に実装され、誘電体基板105における平坦部130に接続される構成について説明した。
 実施の形態7においては、屈曲部135に接続された平坦部131側にRFICが配置される構成について説明する。
 図28は、実施の形態7に従う第1例のアンテナモジュール100L1の断面図である。アンテナモジュール100L1のアンテナ装置120Lは、はんだバンプ145を介して実装基板20に直接接続されている。アンテナモジュール100L1においては、RFIC110Aは、誘電体基板105の平坦部131の内面(すなわち、実装基板20に対向する面)に配置されている。アンテナモジュール100L1においては、RFIC110Aの少なくとも一部は、平坦部131から突出した突出部133に配置されている。なお、RFICについては、必ずしも突出部133に配置されていなくてもよく、図29に示されるアンテナモジュール100L2のRFIC110Bのように、平坦部131における突出部133以外の部分に配置される構成であってもよい。
 平坦部130側の給電素子121には、RFIC110A(あるいはRFIC110B)から、給電配線170Aを通して高周波信号が供給される。また、平坦部131側の給電素子121には、給電配線170Bを通して高周波信号が供給される。なお、図示されていないが、RFIC110A,110Bには、屈曲部135を経由して実装基板20から信号が伝達される。
 このように、RFICを誘電体基板の平坦部131側に配置することによって、アンテナモジュールを収納する機器の厚み方向(Z軸方向)の寸法が制限されるような場合に、アンテナモジュールを薄型化することが可能となる。
 [実施の形態8]
 上述の実施の形態においては、平坦部131側に配置される給電素子121の少なくとも一部が、平坦部131の突出部133に配置される構成について説明した。
 図30は、実施の形態8に従うアンテナモジュール100Mの断面図である。アンテナモジュール100Mにおけるアンテナ装置120Mにおいては、平坦部131側に配置される給電素子121は、平坦部131における突出部133以外の位置に配置されている。
 図5で示したような突出部が形成されない構成において、接地電極GNDが屈曲していることにより、平坦部131#と屈曲部135#との接続部分における給電素子121からの電波の放射方向がX軸の正方向よりもZ軸の正方向寄りに傾いてしまい、アンテナ特性が低下してしまう可能性がある。一方で、図30のアンテナモジュール100Mのように突出部133を形成することによって、給電素子121が配置される部分における接地電極GNDの平坦性を確保することができるので、給電素子121からの電波の放射方向をX軸の正方向により近づけることが可能となる。これにより、X軸の正方向へのゲインを向上させることができるので、アンテナ特性の低下を抑制することが可能となる。
 [実施の形態9]
 上述の実施の形態においては、放射素子が配置される誘電体基板自体を屈曲させてアンテナ装置を形成する構成について説明した。実施の形態9においては、屈曲部が形成される基板上に、放射素子が配置された基板を別途実装させてアンテナ装置を形成する構成について説明する。
 図31は、実施の形態9に従うアンテナモジュール100Nの断面図である。アンテナモジュール100Nにおけるアンテナ装置120Nは、ベース基板210と、第1アンテナ基板220と、第2アンテナ基板230とを含む。
 ベース基板210は、誘電体211と接地電極GNDとを含む。ベース基板210は、断面形状が略L字形状となっており、Z軸方向を法線方向とする平板状の平坦部130Nと、X軸方向を法線方向とする平板状の平坦部131Nと、平坦部130Nおよび平坦部131Nを接続する屈曲部135Nとを含む。
 実施の形態1の図2で説明した誘電体基板105と同様に、平坦部131Nには、平坦部131Nと屈曲部135Nとの境界部からZ軸方向に突出した突出部210Aが形成されている。突出部210Aにも接地電極GNDが形成されている。平坦部130Nの下面側(Z軸の負方向の面)には、RFIC110が接続されている。RFIC110は、はんだバンプ140を介して、実装基板20の表面21に実装されている。
 第1アンテナ基板220は、はんだバンプ145を介して平坦部130Nに実装される。また、第2アンテナ基板230は、はんだバンプ146を介して平坦部131Nに実装される。
 第1アンテナ基板220においては、平板状の誘電体221上に給電素子121が配置されている。第1アンテナ基板220の給電素子121には、給電配線170Bを介して、RFIC110からの高周波信号が供給され、これによってZ軸方向に電波が放射される。給電配線170Bは、RFIC110からベース基板210の平坦部130Nを貫通し、はんだバンプ145を経由後に、さらに誘電体221を貫通して第1アンテナ基板220の給電素子121に至る。
 第2アンテナ基板230においては、平板状の誘電体231上に給電素子121が配置されている。第2アンテナ基板230の給電素子121には、給電配線171Bを介して、RFIC110からの高周波信号が供給され、これによってX軸方向に電波が放射される。給電配線171Bは、RFIC110からベース基板210の平坦部130Nおよび屈曲部135Nの内部あるいは表面を延伸して、平坦部131Nに至る。さらに、給電配線171Bは、はんだバンプ146を経由し、誘電体231を貫通して第2アンテナ基板230の給電素子121に至る。第2アンテナ基板230の給電素子121は、その少なくとも一部が、ベース基板210の突出部210Aに対向する位置に配置されている。
 このように、屈曲部135Nを有するベース基板210と、それぞれに給電素子121が配置される第1アンテナ基板220および第2アンテナ基板230とが個別に形成された構成のアンテナモジュールにおいても、屈曲部135Nよりも平坦部130Nの方向に平坦部131Nを突出させる構造とすることで、筐体の角部分の内側の領域(図5の領域AR1)に給電素子121を配置することができる。これによって、給電素子121のサイズを維持したままアンテナモジュール全体のZ軸方向の寸法を低減することができるので、アンテナ特性の低減を抑制しつつ、通信装置内の限られたスペースに配置可能な小型化されたアンテナモジュールを提供することが可能となる。
 [実施の形態10]
 実施の形態10においては、筐体の側面に対向する平坦部131における突出部の突出量を確保するための構成について説明する。
 図32は、実施の形態10に従うアンテナモジュール100Pの斜視図である。また、図33は、アンテナモジュール100Pの断面図である。アンテナモジュール100Pは、図12で示した変形例2のアンテナモジュール100Bをさらに変形した構成を有している。具体的には、アンテナモジュール100Pのアンテナ装置120Pにおいては、誘電体基板105の平坦部130の端部に切欠部180が形成されており、平坦部131の当該切欠部180に対応する突出部133Pの寸法(Z軸方向の長さ)が、変形例2の場合よりも長くなっている。
 すなわち、アンテナモジュール100Pの場合、図7で説明した製造プロセスの図7(b)の工程において、スリット150の一部が平坦部130の領域まで張り出して形成される。これによって、平坦部131の突出部133Pの突出量を確保することができ、図33に示されるように、突出部133Pの先端が平坦部130の誘電体の上面よりも高くなるようにできる。
 なお、突出部の先端の位置は、必ずしも平坦部130よりも上方にある必要はない。すなわち、図34のアンテナモジュール100P1のように、突出部133P1の先端が平坦部130の上面よりも低い位置としてもよいし、あるいは、図35のアンテナモジュール100P2のように、突出部133QPの先端を平坦部130の上面と揃えてもよい。
 [実施の形態11]
 実施の形態11においては、平坦部130と屈曲部135との接続部分の形状を円弧状とすることによって、屈曲性の低下を抑制する構成について説明する。
 図36は、実施の形態11に従うアンテナモジュール100Qの斜視図である。アンテナモジュール100Qにおいては、略L字形状のアンテナモジュールの平坦部130における平坦部130と屈曲部135との接続部分が円弧状に切除されて凹部181が形成されている。
 図7で説明した製造プロセスにおいて、誘電体の厚みを薄くして屈曲部135を形成する際、あるいはスリット150を形成するためのレーザ加工の際に、位置ずれ等の要因によって、屈曲部135側に加工残りが生じて誘電体が所望の厚みよりも厚くなる場合がある。このような加工残りが生じると、当該部分の屈曲性が低下し、それにより生じる応力集中のために給電配線の断線につながるおそれがある。
 アンテナモジュール100Qにおいては、平坦部130と屈曲部135との接続部分に円弧状の凹部181を形成することによって、屈曲部135側の加工残りを抑制することができる。これにより、屈曲部135の屈曲性の低下を抑制できるので、平坦部130と屈曲部135との境界部分における給電配線の断線を抑制することが可能となる。
 [実施の形態12]
 実施の形態12においては、誘電体基板105の各平坦部の端面がテーパ形状を有する構成について説明する。
 図7におけるアンテナモジュールの製造方法で説明したように、誘電体基板105の平坦部130および平坦部131を形成する際に、レーザ加工が用いられる場合がある。レーザ加工を用いて基板の上面から下面に向けて開口部を形成する場合、上面側では確実に開口部を形成するために、所望の開口位置の周囲部分についてもレーザにより誘電体が除去されるが、下面側については、開口部が下面まで貫通した時点で加工が終了されるため、結果として上面側の開口部の大きさが下面側の開口部の大きさに比べて大きくなる傾向にある。すなわち、誘電体が除去された端面は誘電体基板の主面に対して直角とはならず、少なからずテーパ状になり得る。より具体的には、誘電体基板のレーザの照射源に近い側の面の除去幅は、照射源から遠い側の面の除去幅よりも広くなる傾向にある。したがって、誘電体基板の表面側からレーザを照射した場合と、誘電体基板の裏面側からレーザを照射した場合とでは、端面のテーパ形状が異なる。
 図37は、実施の形態12に従う第1例のアンテナモジュール100Rの断面図である。アンテナモジュール100Rは、誘電体基板105の形成の際に、表面(すなわち、給電素子121が配置された面)側からレーザが照射された場合の例である。そのため、アンテナモジュール100Rにおいては、給電素子121が配置された面の寸法が、接地電極GNDが配置された面の寸法よりも狭くなっている。
 誘電体基板105の平坦部の端面を図37のようなテーパ状とした場合、給電素子121から接地電極GNDへの電気力線の一部が、誘電体基板105外の空気中を経由することになるため、給電素子121と接地電極GNDとの間の実効誘電率が低下する。これにより、アンテナ特性を向上させることができる。
 一方、図38に示す第2例のアンテナモジュール100Sは、誘電体基板105の形成の際に、裏面(すなわち、接地電極GNDが配置された面)側からレーザが照射された場合の例である。そのため、アンテナモジュール100Sにおいては、給電素子121が配置された面の寸法が、接地電極GNDが配置された面の寸法よりも広くなっている。
 図38の第2例の場合には、屈曲部135を屈曲させる場合に、突出部133Sと平坦部130とが接触することを抑制することができる。
 [実施の形態13]
 上述の各実施の形態においては、誘電体基板において一方の平坦部130から屈曲部を介して接続される平坦部131が、平坦部130から実装基板20側に屈曲する構成について説明した。実施の形態13においては、屈曲部が平坦部130から実装基板20とは逆側に屈曲する構成について説明する。
 図39は、実施の形態13に従うアンテナモジュール100Tの断面図である。アンテナモジュール100Tは、屈曲部135Tが、平坦部130からZ軸の正方向へ屈曲した構成となっており、当該屈曲部135Tに平坦部131が接続されている。すなわち、平坦部131は、平坦部130よりもZ軸の正方向に張り出した形状となっている。そして、屈曲部135Tと平坦部131との接続部分から、Z軸の負方向に向かって突出部133が形成されている。このような構成は、平坦部130よりも上方(Z軸の正方向)側のスペースに余裕がある場合において、筐体の角部分の領域に給電素子121を配置することが可能となる。
 なお、図40のアンテナモジュール100Uに示されるように、屈曲部135Uが平坦部130における給電素子が配置される面側に形成される場合において、屈曲部135Uが実装基板20とは逆側に屈曲する構成であってもよい。
 [実施の形態14]
 上述の実施の形態においては、屈曲部の屈曲角度が90°である場合について説明したが、屈曲角度は90°よりも大きい場合であってもよい。
 たとえば、図41のアンテナモジュール100Vのように、屈曲部135Vが平坦部130からZ軸の正方向に約180°屈曲している場合であってもよい。あるいは、図42のアンテナモジュール100Wのように、屈曲部135Wが平坦部130からZ軸の負方向に約180°屈曲している場合であってもよい。
 このような構成においても、筐体内の限られたスペースを有効に利用することができる。
 なお、図41および図42においては、屈曲部が約180°屈曲している場合を例として説明したが、屈曲部の屈曲角度は、90°以上180°以下の間で適宜選択し得る。
 [実施の形態15]
 上述の実施の形態の各アンテナモジュールにおいては、実装基板の表面に対して垂直な方向(すなわち、Z軸方向)に加えて、X軸方向および/またはY軸方向に電波を放射する構成に説明した。実施の形態15においては、X軸方向とY軸方向の2方向に電波を放射する構成について説明する。
 図43は、実施の形態15に従うアンテナモジュール100Xのアンテナ装置120Xの斜視図である。アンテナ装置120Xにおいては、誘電体基板105Xは、X軸方向を法線方向とする平坦部131X1と、Y軸方向を法線方向とする平坦部131X2と、屈曲部135Xとを含む。平坦部131X2は、屈曲部135Xによって平坦部131X2とに接続されている。平坦部131X2と屈曲部135Xとの接続部分からX軸の正方向に向かって突出部133Xが形成されている。このようなアンテナ装置120Xは、たとえば、実装基板の側面の角部に配置される。
 平坦部131X1,131X2の各々には、複数の給電素子121が配置されている。したがって、アンテナモジュール100Xからは、X軸の正方向およびY軸の正方向の2方向に電波が放射される。そして、平坦部131X2において、平坦部131X1に最も近い位置に配置される給電素子121の少なくとも一部は、突出部133Xに重なるように配置される。このような構成とすることによって、筐体の隣接する側面によって形成される角部のスペースを利用することができる。
 なお、上述の実施の形態においては、放射素子が平坦部に配置される構成について説明したが、それに加えて、屈曲部の表面および/または裏面に他の放射素子を形成してもよい。この場合、放射素子として平板状のパッチアンテナだけでなく、モノポールアンテナおよびダイポールアンテナなどの線状アンテナを形成してもよい。また、上述の各実施の形態における特徴は、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
 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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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 通信装置、20 実装基板、21 表面、22 側面、30 筐体、100,100A~100N,100P~100X アンテナモジュール、105,105X 誘電体基板、110,110A,110B RFIC、111A~111D,113A~113D,117 スイッチ、112AR~112DR ローノイズアンプ、112AT~112DT パワーアンプ、114A~114D 減衰器、115A~115D 移相器、116 信号合成/分波器、118 ミキサ、119 増幅回路、120,120A~120N,120P~120X アンテナ装置、121 給電素子、122 無給電素子、130,130N,131,131A,131J,131N,131X 平坦部、133,133A~133G,133J,133P~133S,133X 突出部、134,134A 境界部、135,135A~135C,135J,135N,135T~135X 屈曲部、136,137,180 切欠部、140,145,146 はんだバンプ、150,150A,150B スリット、152,181,195 凹部、155 角部、170,170A,170B,171,171A,171B 給電配線、190 電極、200 BBIC、210 ベース基板、220,230 アンテナ基板、211,221,231 誘電体、ED1,ED2 終了点、GND 接地電極、SP,SP1,SP2 給電点、ST,ST1,ST2 開始点。

Claims (19)

  1.  誘電体基板と、
     前記誘電体基板に配置された第1放射素子とを備え、
     前記誘電体基板は、
      法線方向が互いに異なる第1平坦部および第2平坦部と、
      前記第1平坦部と前記第2平坦部とを接続する第1屈曲部とを含み、
     前記第1平坦部は、前記第1屈曲部と前記第1平坦部との境界部から、前記第1平坦部に沿って前記第2平坦部の方向へ部分的に突出した第1突出部を有しており、
     前記第1平坦部と前記第1屈曲部とは、前記第1平坦部における前記第1突出部のない位置において接続されており、
     前記第1放射素子の少なくとも一部は、前記第1突出部に配置される、アンテナモジュール。
  2.  前記第2平坦部は、
      第1面と、
      前記第1面の反対に位置し、前記第1面よりも前記第1平坦部に近い第2面とを含み、
     前記第1突出部は、前記第1屈曲部と前記第1平坦部との境界部から、前記第2面を超える位置まで延在している、請求項1に記載のアンテナモジュール。
  3.  前記第1屈曲部の厚みは、前記第1平坦部の厚みよりも薄い、請求項1または2に記載のアンテナモジュール。
  4.  前記第1平坦部の厚みは、前記第2平坦部の厚みと同じである、請求項1~3のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
  5.  高周波信号を前記第1放射素子に伝達するための給電配線をさらに備え、
     前記給電配線は、前記第1放射素子における給電点に接続されており、
     前記第1屈曲部と前記第1平坦部との境界部は、前記給電点よりも前記第1突出部の方向に位置している、請求項1~4のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
  6.  前記第1平坦部に配置された第2放射素子をさらに備える、請求項1~5のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
  7.  前記第1平坦部は、前記第1屈曲部と前記第1平坦部との境界部から、前記第1平坦部に沿って前記第2平坦部の方向へ部分的に突出した第2突出部をさらに含み、
     前記第2放射素子の少なくとも一部は、前記第2突出部に配置される、請求項6に記載のアンテナモジュール。
  8.  前記第1放射素子および前記第2放射素子は、前記第1突出部に配置される、請求項6に記載のアンテナモジュール。
  9.  前記第2平坦部に配置された第3放射素子をさらに備える、請求項1~8のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
  10.  前記第2平坦部は、前記第1屈曲部と前記第2平坦部との境界部から、前記第2平坦部に沿って前記第1平坦部の方向へ部分的に突出した第3突出部を有しており、
     前記第2平坦部と前記第1屈曲部とは、前記第2平坦部における前記第3突出部のない位置において接続されており、
     前記第3放射素子の少なくとも一部は、前記第3突出部に配置される、請求項9に記載のアンテナモジュール。
  11.  前記誘電体基板は、
      法線方向が前記第1平坦部および前記第2平坦部の法線方向とは異なる第3平坦部と、
      前記第2平坦部と前記第3平坦部とを接続する第2屈曲部とをさらに含み、
     前記第3平坦部は、前記第2屈曲部と前記第3平坦部との境界部から、前記第3平坦部に沿って前記第2平坦部の方向へ部分的に突出した第4突出部を有しており、
     前記第3平坦部と前記第2屈曲部とは、前記第3平坦部における前記第4突出部のない位置において接続されており、
     前記アンテナモジュールは、前記第3平坦部に配置された第4放射素子をさらに備える、請求項1~10のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
  12.  誘電体基板と、
     前記誘電体基板に配置された放射素子とを備え、
     前記誘電体基板は、
      法線方向が互いに異なる第1平坦部および第2平坦部と、
      前記第1平坦部と前記第2平坦部とを接続する第1屈曲部とを含み、
     前記第1平坦部は、前記第1屈曲部と前記第1平坦部との境界部から、前記第1平坦部に沿って前記第2平坦部の方向へ部分的に突出した第1突出部を有しており、
     前記第1平坦部と前記第1屈曲部とは、前記第1平坦部における前記第1突出部のない位置において接続されており、
     前記放射素子は、前記第1平坦部における前記第1突出部以外の位置に配置される、アンテナモジュール。
  13.  各放射素子に高周波信号を供給するように構成された給電回路をさらに備える、請求項1~12のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載のアンテナモジュールを搭載した、通信装置。
  15.  放射素子が配置されたアンテナモジュールの製造方法であって、
     誘電体基板の厚み方向に貫通する略C型形状のスリットを形成する第1ステップとを含み、
      前記スリットは、互いに対向する第1部分および第2部分と、前記第1部分の端部と前記第2部分の端部とをつなぐ第3部分とを有し、
     前記製造方法は、
     前記スリットの前記第1部分および前記第2部分において、前記誘電体基板を屈曲させることにより、前記誘電体基板に第1平坦部、第2平坦部、および前記第1平坦部と前記第2平坦部とを接続する屈曲部を形成する第2ステップとをさらに含み、
     前記第2ステップにおいては、前記屈曲部が形成されることにより、前記第1平坦部において、前記屈曲部と前記第1平坦部との境界部から、前記第1平坦部に沿って前記第2平坦部の方向へ部分的に突出した突出部が形成され、かつ、前記突出部に前記放射素子の少なくとも一部が配置される、アンテナモジュールの製造方法。
  16.  前記第1ステップは、前記誘電体基板において、前記スリットの周囲の前記屈曲部になる部分に凹部を形成するステップをさらに含む、請求項15に記載のアンテナモジュールの製造方法。
  17.  前記誘電体基板の内層には、前記屈曲部になる部分に対応した位置にガード電極が配置されており、
     前記凹部を形成するステップは、前記屈曲部になる部分の誘電体をレーザ加工により除去することによって、前記ガード電極を露出させるステップを含む、請求項16に記載のアンテナモジュールの製造方法。
  18.  前記第1ステップは、前記第1部分および前記第2部分の各々について、両端部よりもスリット開口幅が広い部分を形成するステップを含む、請求項15~17のいずれか1項に記載のアンテナモジュールの製造方法。
  19.  前記第1ステップは、前記第1部分と前記第3部分との接続部分、および、前記第2部分と前記第3部分との接続部分のスリット形状を、所定の曲率半径を有する形状に形成するステップを含む、請求項15~18のいずれか1項に記載のアンテナモジュールの製造方法。
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