WO2020230391A1 - アンテナ素子、アンテナモジュール、および通信装置 - Google Patents

Abstract

アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制する。可視光を透過する第１放射素子（１１０）は、第１電極（１１１）と、第２電極（１１２）とを含む。第１電極（１１１）は、少なくとも１つの線状導体（ＣＬ１，ＣＬ２）から形成されている。第２電極（１１２）は、第１電極（１１１）を形成している材料の可視光の透過率よりも大きい透過率を有する材料から形成されている。第２電極（１１２）の導電率は、第１電極（１１１）の導電率よりも小さい。第１電極（１１１）および第２電極（１１２）は、積層方向（Ｚ）において対向している。積層方向（Ｚ）から第１放射素子（１１０）を平面視したとき、第１放射素子（１１０）は、第１電極（１１１）が少なくとも１つの線状導体（ＣＬ１，ＣＬ２）と重なっている第１領域と第１電極（１１１）が少なくとも１つの線状導体（ＣＬ１，ＣＬ２）と重なっていない第２領域（ＴＲ）とを有する。

Description

アンテナ素子、アンテナモジュール、および通信装置

　本発明は、アンテナ素子、アンテナモジュール、および通信装置に関する。

　従来、可視光の透過領域が形成されたアンテナ素子が知られている。たとえば、特開２００１－３２０２１８号公報（特許文献１）には、アンテナ素子を形成する導体電極として、メッシュ状に多数の貫通孔を設けることにより光を透過できるものを用いたアンテナが開示されている。

特開２００１－３２０２１８号公報

　しかし、上記のような導体電極をアンテナ素子の放射素子に用いると、電波を放射可能な面積が減少するため、アンテナ素子の放射効率が低下する。

　本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的はアンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することである。

　本発明の一実施形態に係るアンテナ素子は、可視光を透過する第１放射素子を備える。第１放射素子は、第１電極と、第２電極とを含む。第１電極は、少なくとも１つの線状導体から形成されている。第２電極は、第１電極を形成している材料の可視光の透過率よりも大きい透過率を有する材料から形成されている。第２電極の導電率は、第１電極の導電率よりも小さい。第１電極および第２電極は、積層方向において対向している。積層方向から第１放射素子を平面視したとき、第１放射素子は、第１電極が少なくとも１つの線状導体と重なっている第１領域と第１電極が少なくとも１つの線状導体と重なっていない第２領域とを有する。

　本発明の一実施形態に係るアンテナ素子によれば、積層方向から第１放射素子を平面視したとき、第１電極が少なくとも１つの線状導体と重なっている第１領域と第１電極が少なくとも１つの線状導体と重なっていない第２領域とを第１放射素子が有することにより、アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

アンテナアレイを備える通信装置のブロック図である。 実施の形態１に係るアンテナモジュールの断面図である。 図２のアンテナ素子をＺ軸方向から平面視した図である。 比較例に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態１の変形例１に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態１の変形例２に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態２に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態３に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態３の変形例に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態４に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態４の変形例１に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態４の変形例２に係るアンテナモジュールの断面図である。 実施の形態５に係るアンテナモジュールの断面図である。

　以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

　図１は、アンテナアレイ１０を備える通信装置３０００のブロック図である。通信装置３０００としては、携帯電話，スマートフォン，タブレットなどの携帯端末、あるいは通信機能を有するパーソナルコンピュータなどを挙げることができる。

　図１に示されるように、通信装置３０００は、アンテナモジュール１１００と、ベースバンド信号処理回路を構成するＢＢＩＣ（Baseband　Integrated　Circuit）２０００とを備える。アンテナモジュール１１００は、高周波素子の一例であるＲＦＩＣ（Radio　Frequency　Integrated　Circuit）１４０と、アンテナアレイ１０とを備える。

　通信装置３０００は、ＢＢＩＣ２０００からアンテナモジュール１１００へ伝達されたベースバンド信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナアレイ１０から放射する。通信装置３０００は、アンテナアレイ１０で受信した高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバートしてＢＢＩＣ２０００にて信号処理する。

　アンテナアレイ１０においては、複数のパッチ状のアンテナ素子１００が、規則的に配置されている。図１においては、アンテナアレイ１０に含まれる複数のアンテナ素子１００のうち、点線で囲まれた４つのアンテナ素子１００に対応するＲＦＩＣ１４０の構成が示されている。

　ＲＦＩＣ１４０は、スイッチ３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄ，３７と、パワーアンプ３２ＡＴ～３２ＤＴと、ローノイズアンプ３２ＡＲ～３２ＤＲと、減衰器３４Ａ～３４Ｄと、移相器３５Ａ～３５Ｄと、信号合成／分波器３６と、ミキサ３８と、増幅回路３９とを備える。

　ＲＦＩＣ１４０は、たとえば、アンテナアレイ１０に含まれる複数のアンテナ素子１００に対応する回路要素（スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器、および移相器）を含む１チップの集積回路部品として形成される。あるいは、当該回路要素については、ＲＦＩＣ１４０とは別に、アンテナ素子１００毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。

　高周波信号を受信する場合、スイッチ３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄがローノイズアンプ３２ＡＲ～３２ＤＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ３７が増幅回路３９の受信側アンプに接続される。

　アンテナ素子１００によって受信された高周波信号は、スイッチ３１Ａ～３１Ｄから移相器３５Ａ～３５Ｄまでの各信号経路を経由し、信号合成／分波器３６によって合波され、ミキサ３８によってベースバンド信号にダウンコンバートされ、増幅回路３９によって増幅されてＢＢＩＣ２０００へ伝達される。

　高周波信号をアンテナアレイ１０から送信する場合には、スイッチ３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄがパワーアンプ３２ＡＴ～３２ＤＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ３７が増幅回路３９の送信側アンプに接続される。

　ＢＢＩＣ２０００から伝達されたベースバンド信号は、増幅回路３９によって増幅され、ミキサ３８によってアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号は、信号合成／分波器３６によって４分波され、移相器３５Ａ～３５Ｄからスイッチ３１Ａ～３１Ｄまでの各信号経路を通過してアンテナ素子１００に給電される。各信号経路に配置された移相器３５Ａ～３５Ｄの移相度が個別に調整されることにより、アンテナアレイ１０の指向性を調整することが可能となる。

　［実施の形態１］
　図２は、実施の形態１に係るアンテナモジュール１１００の断面図である。図２において、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は互いに直交している。図３～図１３においても同様である。

　図２に示されるように、アンテナモジュール１１００は、アンテナ素子１００と、ＲＦＩＣ１４０（高周波素子）とを備える。アンテナ素子１００は、放射素子１１０（第１放射素子）と、放射素子１１３（第２放射素子）と、誘電体層１２０，１２１と、接地電極１３０とを含む。誘電体層１２０，１２１は、Ｚ軸方向を積層方向として積層されている。接地電極１３０は、誘電体層１２０に配置されている。放射素子１１０および放射素子１１３は、誘電体層１２１に配置されている。接地電極１３０は、ＲＦＩＣ１４０と放射素子１１３との間に配置されている。なお、放射素子１１０、放射素子１１３、および接地電極１３０が配置される誘電体層は、２層に分けられている必要はなく、１層でもよいし、３層以上に分けられていてもよい。

　ビア導体１５０は、接地電極１３０を貫通し、放射素子１１３とＲＦＩＣ１４０とを接続している。ビア導体１５０は、接地電極１３０から絶縁されている。ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体１５０を介して放射素子１１３に高周波信号を供給する。

　放射素子１１０は、メッシュ電極１１１（第１電極）と、平面状の透明電極１１２（第２電極）とを含む。メッシュ電極１１１および透明電極１１２は、Ｚ軸方向に対向している。メッシュ電極１１１は、透明電極１１２に接触するように形成されている。メッシュ電極１１１のＺ軸方向の厚みおよび透明電極１１２のＺ軸方向の厚みは、それぞれ３μｍおよび６μｍである。透明電極１１２を形成する材料の可視光の透過率は、メッシュ電極１１１を形成する材料の可視光の透過率よりも大きい。透明電極１１２の可視光の透過率は、メッシュ電極１１１全体の可視光の透過率と同程度であってもよい。透明電極１１２の導電率は、メッシュ電極１１１の導電率よりも小さく、誘電体層１２１の導電率よりも大きい。透明電極１１２の導電率は、たとえばメッシュ電極１１１の導電率の１／１０００以下である。メッシュ電極１１１は、放射素子１１３側の透明電極１１２の面に配置されることにより、透明電極１１２と放射素子１１３との間に配置されている。メッシュ電極１１１は、たとえば銅、アルミニウム、銀、あるいはクロムから形成されている。

　透明電極１１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium　Tin　Oxide）から形成されている。透明電極１１２は、たとえば酸化亜鉛、酸化スズ、あるいはグラフェンから形成されてもよいし、半透明な導体（たとえば厚さ１００ｎｍ以下のクロムまたはアルミニウム）から形成されてもよい。

　アンテナモジュール１１００において、放射素子１１３は給電素子であり、メッシュ電極１１１は無給電素子である。なお、メッシュ電極１１１および放射素子１１３の両方が給電素子であってもよい。

　図３は、図２の放射素子１１０をＺ軸方向から平面視した図である。図３に示されるように、メッシュ電極１１１が透明電極１１２に透けて見えている。メッシュ電極１１１は、Ｘ軸方向に延在する複数の線状導体ＣＬ１と、Ｙ軸方向に延在する複数の線状導体ＣＬ２とを含む。複数の線状導体ＣＬ１，ＣＬ２は、透明電極１１２に形成されている。複数の線状導体ＣＬ１と複数の線状導体ＣＬ２とが交差することにより、メッシュ電極１１１はメッシュ状に形成されている。２つの線状導体ＣＬ１と２つの線状導体ＣＬ２とによって、Ｚ軸方向に貫通する１つの孔ＴＲが囲まれている。複数の孔ＴＲ（第２領域）は、規則的に配置され、可視光の透過領域を形成している。すなわち、放射素子１１０は、メッシュ電極１１１が複数の線状導体ＣＬ１，ＣＬ２と重なっている領域（第１領域）とメッシュ電極１１１が複数の線状導体ＣＬ１，ＣＬ２と重なっていない孔ＴＲとを有する。

　線状導体ＣＬ１，ＣＬ２の幅Ｗ１およびピッチＰ１は、たとえば、それぞれ５μｍおよび２０μｍである。Ｚ軸方向から平面視したとき、透明電極１１２の面積に対する複数の孔ＴＲの面積の割合は５割以上であることが望ましい。メッシュ電極１１１の可視光の透過率は、８０％以上であることが望ましい。

　アンテナ素子１００においては、透明電極１１２の導電率よりもメッシュ電極１１１の導電率の方が大きいため、動作電流の集中する放射素子１１０の裏面の電流通過損失が低減される。メッシュ電極１１１を流れる電流によって発生する電界は、透明電極１１２によって放射素子１１０の放射面全域に分散される。その結果、メッシュ電極１１１によって強度が強められた電波が放射素子１１０の放射面全域からが放射される。すなわち、アンテナ素子１００においては、透明電極１１２によって透明性を確保することに伴う放射効率の低下を、メッシュ電極１１１によって補うことができる。

　なお、アンテナ構成（アンテナ素子あるいはアンテナモジュール）の放射効率とは、アンテナ構成に入力された電力のうち、アンテナ構成から空間に電波として放射された電力の割合である。放射効率が小さいほど、アンテナ構成に入力された電力のうちアンテナ構成の内部で消費された電力の割合が大きいことを意味する。

　図４は、比較例に係るアンテナモジュール１９００の断面図である。アンテナモジュール１９００の構成は、図２のアンテナ素子１００がアンテナ素子９００に置き換えられた構成である。アンテナ素子９００の構成は、アンテナ素子１００からメッシュ電極１１１が除かれた構成である。それ以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。

　アンテナ素子９００における透明電極１１２の可視光の透過率とアンテナ素子１００の放射素子１１０の可視光の透過率は同等である。しかし、アンテナ素子１００の放射効率は－０．３４１ｄＢであるのに対して、アンテナ素子９００の放射効率は－０．９１４ｄＢである。放射効率についてはアンテナ素子１００の方がアンテナ素子９００よりも優れている。アンテナ素子１００によれば、透明電極１１２の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

　図５は、実施の形態１の変形例１に係るアンテナモジュール１１１０の断面図である。アンテナモジュール１１１０の構成は、図２のアンテナ素子１００がアンテナ素子１００Ａに置き換えられた構成である。アンテナ素子１００Ａの構成は、アンテナ素子１００の放射素子１１０が放射素子１１０Ａ（第１放射素子）に置き換えられた構成である。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。

　図５に示されるように、放射素子１１０Ａにおいては、メッシュ電極１１１と透明電極１１２とが離間して配置されている。メッシュ電極１１１と透明電極１１２との間隔は、たとえば２０μｍである。メッシュ電極１１１と透明電極１１２との間には接着層が形成されてもよい。アンテナ素子１００Ａの放射効率は、－０．４５５ｄＢである。アンテナ素子１００Ａの放射効率は、アンテナ素子９００の放射効率（－０．９１４ｄＢ）よりも優れている。

　アンテナ素子１００Ａにおいては、メッシュ電極１１１と透明電極１１２との間に透明電極１１２の導電率よりも小さい導電率を有する部材が配置されるため、メッシュ電極１１１から透明電極１１２への電力の伝達がアンテナ素子１００よりも抑制される。そのため、アンテナ素子１００Ａの放射効率は、アンテナ素子１００の放射効率よりも低い。

　図６は、実施の形態１の変形例２に係るアンテナモジュール１１２０の断面図である。アンテナモジュール１１２０の構成は、図２のアンテナ素子１００がアンテナ素子１００Ｂに置き換えられた構成である。アンテナ素子１００Ｂの構成は、アンテナ素子１００の放射素子１１０が放射素子１１０Ｂ（第１放射素子）に置き換えられた構成である。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。

　図６に示されるように、放射素子１１０Ｂにおけるメッシュ電極１１１と透明電極１１２とのＺ軸方向における配置は、図２の放射素子１１０におけるメッシュ電極１１１と透明電極１１２とのＺ軸方向における配置に対して逆である。透明電極１１２は、メッシュ電極１１１と放射素子１１３との間に配置されている。メッシュ電極１１１は、放射素子１１３とは反対側の透明電極１１２の面に配置されている。

　アンテナ素子１００Ｂの放射効率は、－０．８４７ｄＢである。アンテナ素子１００Ｂの放射効率は、アンテナ素子９００の放射効率（－０．９１４ｄＢ）よりも優れている。アンテナ素子１００Ｂにおいては、動作電流の密度が低い放射素子１１０Ｂの表面にメッシュ電極１１１が形成されているため、損失の低減効果が抑制される。そのため、アンテナ素子１００Ｂの放射効率は、アンテナ素子１００の放射効率よりも低い。

　なお、実施の形態１および変形例１，２においてはアンテナ素子がパッチ状である場合について説明した。実施の形態に係るアンテナ素子はパッチ状のアンテナ素子に限定されず、ダイポールアンテナのような線状のアンテナ素子であってもよい。

　以上、実施の形態１および変形例１，２に係るアンテナ素子によれば、アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

　［実施の形態２］
　図７は、実施の形態２に係るアンテナモジュール１２００の断面図である。アンテナモジュール１２００の構成は、図２のアンテナ素子１００がアンテナ素子２００に置き換えられた構成である。アンテナ素子２００の構成は、アンテナ素子１００の誘電体層１２０，１２１およびビア導体１５０が、誘電体層２２０、筐体２２１、およびビア導体２５０に置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため，説明を繰り返さない。

　図７に示されるように、放射素子１１０は、筐体２２１を形成する部材の内部に配置されている。放射素子１１３は、誘電体層２２０に配置されている。ビア導体２５０は、接地電極１３０を貫通し、放射素子１１３とＲＦＩＣ１４０とを接続している。ビア導体２５０は、接地電極１３０から絶縁されている。ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体２５０を介して放射素子１１３に高周波信号を供給する。

　以上、実施の形態２に係るアンテナモジュールによれば、アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

　［実施の形態３］
　図８は、実施の形態３に係るアンテナモジュール１３００の断面図である。アンテナモジュール１３００の構成は、図７のアンテナ素子２００がアンテナ素子３００に置き換えられた構成である。アンテナ素子３００の構成は、アンテナ素子２００の誘電体層２２０、筐体２２１およびビア導体２５０が、誘電体層３２０、筐体３２１、および接続導体３５０に置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため，説明を繰り返さない。

　図８に示されるように、筐体３２１は、誘電体層３２０およびＲＦＩＣ１４０を収容する。放射素子１１０および放射素子１１３は、筐体３２１を形成する部材の内部に配置されている。誘電体層３２０の側の放射素子１１３の表面は、筐体３２１から露出している。接続導体３５０は、ビア導体３５１と、導電部材３５２とを含む。

　ビア導体３５１は、誘電体層３２０に形成され、ビア導体３５１の一方端がＲＦＩＣ１４０に接続されている。ビア導体３５１は、接地電極１３０を貫通し、かつ、接地電極１３０から絶縁されている。導電部材３５２は、誘電体層３２０と筐体３２１との間に形成され、導電部材３５２の一方端がビア導体３５１の他方端に接続されている。導電部材３５２は、たとえば、ばね端子あるいは導電性エラストマーのような弾性力を生じる部材から形成されている。

　誘電体層３２０に筐体３２１が装着された場合、導電部材３５２の他方端は、所定の弾性力で放射素子１１３を押圧する。導電部材３５２の他方端が放射素子１１３に押し付けられることにより、導電部材３５２の他方端が放射素子１１３に電気的に接続される。ＲＦＩＣ１４０は、接続導体３５０を介して放射素子１１３に高周波信号を供給する。

　図９は、実施の形態３の変形例に係るアンテナモジュール１３１０の断面図である。アンテナモジュール１３１０の構成は、図８のアンテナ素子３００がアンテナ素子３００Ａに置き換えられた構成である。アンテナ素子３００Ａの構成は、アンテナ素子３００の構成に線路導体３５３が追加されているとともに、放射素子１１０および放射素子１１３の位置がＹ軸方向に移動された構成である。

　図９に示されるように、Ｚ軸方向において放射素子１１０および放射素子１１３は、ＲＦＩＣ１４０と重なっていない。誘電体層３２０に筐体３２１が装着された場合に、導電部材３５２の他方端は、所定の弾性力で線路導体３５３を押圧する。導電部材３５２の他方端は、線路導体３５３に押し付けられることにより、線路導体３５３に電気的に接続される。線路導体３５３は、放射素子１１３と導電部材３５２他方端とを接続する。ＲＦＩＣ１４０は、接続導体３５０および線路導体３５３を介して放射素子１１３に高周波信号を供給する。

　以上、実施の形態３および変形例に係るアンテナモジュールによれば、アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

　［実施の形態４］
　図１０は、実施の形態４に係るアンテナモジュール１４００の断面図である。アンテナモジュール１４００の構成は、図２のアンテナ素子１００がアンテナ素子４００に置き換えられた構成である。アンテナ素子４００の構成は、アンテナ素子１００の構成から誘電体層１２１および放射素子１１３が除かれているとともに、誘電体層１２０およびビア導体１５０が誘電体層４２０およびビア導体４５０にそれぞれ置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。

　図１０に示されるように、放射素子１１０は、誘電体層４２０に配置されている。メッシュ電極１１１は、接地電極１３０側の透明電極１１２の面に配置されることにより、透明電極１１２と接地電極１３０との間に配置されている。ビア導体４５０は、接地電極１３０を貫通し、メッシュ電極１１１とＲＦＩＣ１４０とを接続している。ビア導体４５０は、接地電極１３０から絶縁されている。ＲＦＩＣ１４０は、ビア導体４５０を介してメッシュ電極１１１に高周波信号を供給する。実施の形態４において、メッシュ電極１１１は、給電素子である。

　図１１は、実施の形態４の変形例１に係るアンテナモジュール１４１０の断面図である。アンテナモジュール１４１０の構成は、図１０のアンテナ素子４００がアンテナ素子４００Ａに置き換えられた構成である。アンテナ素子４００Ａの構成は、アンテナ素子４００の構成に筐体４２１が追加されているとともに、ビア導体４５０が接続導体４５０Ａに置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。

　図１１に示されるように、筐体４２１は、誘電体層４２０およびＲＦＩＣ１４０を収容する。放射素子１１０は、筐体４２１を形成する部材に配置されている。接続導体４５０Ａは、ビア導体４５１と、導電部材４５２と、ビア導体４５３とを含む。

　ビア導体４５１は、誘電体層４２０に形成され、ビア導体４５１の一方端がＲＦＩＣ１４０に接続されている。ビア導体４５１は、接地電極１３０を貫通し、かつ、接地電極１３０から絶縁されている。ビア導体４５３は、筐体４２１に形成されている。ビア導体４５３の一方端はメッシュ電極１１１に接続され、ビア導体４５３の他方端は筐体４２１から露出している。導電部材４５２は、誘電体層４２０と筐体４２１との間に形成され、導電部材４５２の一方端がビア導体４５１の他方端に接続されている。導電部材４５２は、たとえば、ばね端子あるいは導電性エラストマーのような弾性力を生じる部材から形成されている。

　誘電体層４２０に筐体４２１が装着された場合、導電部材４５２の他方端は、所定の弾性力でビア導体４５３の他方端を押圧する。導電部材４５２の他方端は、ビア導体４５３の他方端に押し付けられることにより、ビア導体４５３の他方端に電気的に接続される。ＲＦＩＣ１４０は、接続導体４５０Ａを介してメッシュ電極１１１に高周波信号を供給する。

　図１２は、実施の形態４の変形例２に係るアンテナモジュール１４２０の断面図である。アンテナモジュール１４２０の構成は、図１１のアンテナ素子４００Ａがアンテナ素子４００Ｂに置き換えられた構成である。アンテナ素子４００Ｂの構成は、アンテナ素子４００Ａの構成に線路導体４５４が追加されているとともに、放射素子１１０の位置がＹ軸方向に移動された構成である。

　図１２に示されるように、Ｚ軸方向において放射素子１１０は、ＲＦＩＣ１４０と重なっていない。線路導体４５４は、メッシュ電極１１１とビア導体４５３とを接続する。ＲＦＩＣ１４０は、接続導体４５０Ａおよび線路導体４５４を介してメッシュ電極１１１に高周波信号を供給する。

　以上、実施の形態４および変形例１，２に係るアンテナモジュールによれば、アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

　［実施の形態５］
　図１３は、実施の形態５に係るアンテナモジュール１５００の断面図である。アンテナモジュール１５００の構成は、図１２のアンテナ素子４００Ｂがアンテナ素子５００に置き換えられた構成である。アンテナ素子５００の構成は、アンテナ素子４００Ｂの筐体４２１、接続導体４５０Ａ、および線路導体４５４が、筐体５２１、接続導体５５０、および線路導体５５４にそれぞれ置き換えられているとともに、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）５２２（液晶部材）が追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。

　図１３に示されるように、筐体５２１は、誘電体層４２０およびＲＦＩＣ１４０を収容する。ＬＣＤ５２２は、筐体５２１の外部に配置されている。放射素子１１０は、ＬＣＤ５２２に配置されている。線路導体５５４は、ＬＣＤ５２２に形成され、メッシュ電極１１１に接続されている。放射素子１１０および線路導体５５４は、ＬＣＤ５２２の製造プロセスにおいてＬＣＤ５２２に配置可能である。接続導体５５０は、ビア導体５５１と、導電部材５５２と、ビア導体５５３とを含む。

　ビア導体５５１は、誘電体層４２０に形成され、ビア導体５５１の一方端がＲＦＩＣ１４０に接続されている。ビア導体５５１は、接地電極１３０を貫通し、かつ、接地電極１３０から絶縁されている。ビア導体５５３は、筐体５２１に形成されている。ビア導体５５３の一方端は線路導体５５４に接続され、ビア導体５５３の他方端は筐体５２１から露出している。ビア導体５５３は、ＬＣＤ５２２を貫通し、かつ、ＬＣＤ５２２から絶縁されている。導電部材５５２は、誘電体層４２０と筐体５２１との間に形成されている。導電部材５５２の一方端は、ビア導体５５１の他方端に接続されている。導電部材５５２は、たとえば、ばね端子あるいは導電性エラストマーのような弾性力を生じる部材から形成されている。

　誘電体層４２０に筐体５２１が装着された場合、導電部材５５２の他方端は、ビア導体５５３の他方端を所定の弾性力により押圧する。導電部材５５２の他方端は、ビア導体５５３の他方端に押し付けられることにより、ビア導体５５３の他方端に電気的に接続される。ＲＦＩＣ１４０は、接続導体５５０および線路導体５５４を介してメッシュ電極１１１に高周波信号を供給する。

　アンテナモジュール１５００が小型化されるほど、アンテナモジュール１５００の内部において放射素子１１０を配置可能なスペースが限定される。また、放射素子１１０の位置がアンテナモジュール１５００の表面に近いほど、アンテナモジュール１５００の放射効率を向上させることができる。この点、透明性が確保されている放射素子１１０によれば、ＬＣＤ５２２の表示を損なうことなく、アンテナモジュール１５００の表面を形成するＬＣＤ５２２に放射素子１１０を配置することができる。すなわち、放射素子１１０によればアンテナモジュールの表示を損なうことなく、アンテナモジュールの小型化を実現することができるとともに、アンテナモジュールの放射効率を向上させることができる。また、透明電極１１２により、メッシュ電極１１１のＬＣＤ５２２からの剥離が抑制される。当該剥離の防止という観点から、Ｚ軸方向から放射素子１１０を平面視したとき、透明電極１１２は、メッシュ電極１１１を覆っていることが望ましい。

　以上、実施の形態５に係るアンテナモジュールによれば、アンテナ素子の透明性を確保しながら、放射効率の低下を抑制することができる。

　今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１０　アンテナアレイ、３１Ａ～３１Ｄ，３３Ａ～３３Ｄ，３７　スイッチ、３２ＡＲ～３２ＤＲ　ローノイズアンプ、３２ＡＴ～３２ＤＴ　パワーアンプ、３４Ａ～３４Ｄ　減衰器、３５Ａ～３５Ｄ　移相器、３６　分波器、３８　ミキサ、３９　増幅回路、１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００，３００，３００Ａ，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，９００　アンテナ素子、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１３　放射素子、１１１　メッシュ電極、１１２　透明電極、１２０，１２１，２２０，３２０，４２０　誘電体層、１３０　接地電極、１４０　ＲＦＩＣ、１５０，２５０，３５１，４５０，４５１，４５３，５５１，５５３　ビア導体、２２１，３２１，４２１，５２１　筐体、３５０，４５０Ａ，５５０　接続導体、３５２，４５２，５５２　導電部材、３５３，４５４，５５４　線路導体、１１００，１１１０，１１２０，１２００，１３００，１３１０，１４００，１４１０，１４２０，１５００，１９００　アンテナモジュール、３０００　通信装置、ＣＬ１，ＣＬ２　線状導体。

Claims (15)

1. 　可視光を透過する第１放射素子を備え、
   　前記第１放射素子は、
   　少なくとも１つの線状導体から形成される第１電極と、
   　前記第１電極を形成している材料の可視光の透過率よりも大きい透過率を有する材料から形成された第２電極とを含み、
   　前記第２電極の導電率は、前記第１電極の導電率よりも小さく、
   　前記第１電極および前記第２電極は、積層方向において対向し、
   　前記積層方向から前記第１放射素子を平面視したとき、前記第１放射素子は、前記第１電極が前記少なくとも１つの線状導体と重なっている第１領域と前記第１電極が前記少なくとも１つの線状導体と重なっていない第２領域とを有する、アンテナ素子。
2. 　前記少なくとも１つの線状導体は、メッシュ状に形成されている、請求項１に記載のアンテナ素子。
3. 　前記少なくとも１つの線状導体は、前記第２電極に接触するように形成されている、請求項１または２に記載のアンテナ素子。
4. 　前記積層方向において前記第１放射素子と対向する接地電極をさらに備え、
   　前記アンテナ素子は、パッチアンテナである、請求項１～３のいずれか１項に記載のアンテナ素子。
5. 　前記第１放射素子と前記接地電極との間において前記第１放射素子と対向するように配置された第２放射素子をさらに備え、
   　前記第２放射素子は、給電素子である、請求項４に記載のアンテナ素子。
6. 　前記第１電極は、前記第２電極と前記第２放射素子との間に配置されている、請求項５に記載のアンテナ素子。
7. 　前記アンテナ素子を収容する筐体をさらに備え、
   　前記第１放射素子は、前記筐体を形成する部材に配置されている、請求項５または６に記載のアンテナ素子。
8. 　前記第２放射素子は、前記部材の内部に配置されている、請求項７に記載のアンテナ素子。
9. 　前記第１電極は、前記第２電極と前記接地電極との間に配置され、
   　前記第１電極は、給電素子である、請求項４に記載のアンテナ素子。
10. 　前記アンテナ素子を収容する筐体をさらに備え、
    　前記第１放射素子は、前記筐体を形成する部材に配置されている、請求項９に記載のアンテナ素子。
11. 　前記積層方向から平面視したとき、前記第２電極の面積に対する前記第２領域の面積の割合は５割以上である、請求項１～１０のいずれか１項に記載のアンテナ素子。
12. 　前記第２電極は、酸化インジウムスズを含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載のアンテナ素子。
13. 　請求項１～１２のいずれか１項に記載のアンテナ素子と、
    　前記アンテナ素子に高周波信号を供給する高周波素子とを備える、アンテナモジュール。
14. 　請求項７、８、または１０のいずれか１項に記載のアンテナ素子と、
    　前記アンテナ素子に高周波信号を供給する高周波素子とを備え、
    　前記筐体は、前記高周波素子をさらに収容する、通信装置。
15. 　前記筐体の外部に配置された液晶部材をさらに備え、
    　前記第１放射素子は、前記液晶部材に配置されている、請求項１４に記載の通信装置。

Images