WO2021181848A1 - アンテナ用保護構造およびそれを含むアンテナモジュール、通信装置および通信用基地局、ならびに、アンテナ用保護構造の製造方法 - Google Patents

アンテナ用保護構造およびそれを含むアンテナモジュール、通信装置および通信用基地局、ならびに、アンテナ用保護構造の製造方法 Download PDF

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layer
dielectric
antenna
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知重 古樋
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株式会社村田製作所
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H01Q1/422—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration

Definitions

  • the present disclosure relates to a protective structure for an antenna and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a technique for improving the transmission characteristics of radio waves in the protective structure for an antenna.
  • the antenna device may be housed in a protective structure (radome) for protecting the antenna device.
  • the radome may be a dedicated member for protecting the antenna device, or may be a housing for accommodating the antenna device together with other devices.
  • Patent Document 1 discloses a sandwich-type radome having a multi-layer structure for an antenna that emits radio waves in the microwave and millimeter wave bands.
  • the radome in US Pat. No. 8,917,220 (Patent Document 1) has a four-layer structure in which two matching layers are formed inside the structural layer and one matching layer is formed outside the structural layer. Have.
  • the antenna device may be used for mobile devices such as mobile phones or smartphones.
  • mobile devices such as mobile phones or smartphones.
  • the protective structure for example, the housing
  • a high transmittance is required in order to transmit radio waves radiated from the antenna device arranged inside with low loss.
  • the radome disclosed in US Pat. No. 8917220 (Patent Document 1) is basically premised on installation in a large structure such as an aircraft. Therefore, the total thickness of the radome in US Pat. No. 8,917,220 (Patent Document 1) is about 10 to 16.5 mm, and it is difficult to apply it to the above-mentioned mobile device.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a protective structure for an antenna in which the total thickness is suppressed and the transmittance is improved.
  • the antenna protective structure includes a first dielectric layer, a second dielectric layer laminated on the first dielectric layer, and a third dielectric layer laminated on the second dielectric layer. And.
  • the relative permittivity of the second dielectric layer is higher than the relative permittivity of the first dielectric layer and the third dielectric layer.
  • the thickness of the second dielectric layer is thinner than the thickness of the first dielectric layer and the third dielectric layer in the stacking direction.
  • the protective structure for an antenna according to the present disclosure has a three-layer structure in which a second dielectric layer is sandwiched between a first dielectric layer and a third dielectric layer, and is an inner second dielectric layer. Is a material having a higher dielectric constant than other dielectric layers, and is formed thinner than other dielectric layers. With such a configuration, high transmittance can be realized while suppressing the thickness of the entire protective structure.
  • FIG. 5 is an overall block diagram of a communication device to which the protection structure according to the first embodiment is applied. It is a partial cross-sectional view of the communication device of FIG. It is a figure for demonstrating the transmittance of the dielectric having a three-layer structure. It is a figure for demonstrating the display of the thickness of each dielectric layer using a triangular graph. It is a figure which shows an example of the distribution of the transmittance when the total thickness is 2.0 mm in the protection structure for a single band type antenna.
  • FIG. 5 is a diagram showing the maximum value of the minimum transmittance in the band. It is a figure for demonstrating the passage characteristic of the protection structure at the time of performing the optimum design based on FIG.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a communication device to which the protective structure according to the second embodiment is applied. It is sectional drawing of the antenna module to which the protection structure which concerns on Embodiment 3 is applied. It is sectional drawing of the antenna module of the modification 1. FIG. It is sectional drawing of the antenna module of the modification 2.
  • FIG. 1 is an example of a block diagram of a communication device 10 to which the protection structure 50 according to the first embodiment is applied.
  • the communication device 10 is, for example, a mobile phone, a mobile terminal such as a smartphone or a tablet, a personal computer having a communication function, a communication base station, or the like.
  • the protective structure 50 is a housing of the communication device 10.
  • the protective structure may be simply referred to as a “housing”.
  • the protective structure 50 accommodates the antenna module 100.
  • an example of the frequency band of the radio wave used for the antenna module 100 is a radio wave in the millimeter wave band having a center frequency of, for example, 28 GHz, 39 GHz, 60 GHz, etc., but a radio wave in a frequency band other than the above. Is also applicable.
  • the communication device 10 includes an antenna module 100 and a BBIC 200 constituting a baseband signal processing circuit.
  • the antenna module 100 and the BBIC 200 are housed in the protective structure 50 (housing).
  • 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 at the BBIC 200. do.
  • the RFIC 110 is included in the antenna module 100, but the antenna module 100 may include at least the antenna device 120, and the RFIC 110 is the antenna module 110 like the BBIC 200. It may be formed on the outside of the.
  • FIG. 1 shows an example in which the antenna device 120 is formed by a plurality of feeding elements 121 arranged in a two-dimensional array, but the feeding elements 121 do not necessarily have to be a plurality, and one feeding element 121 is required.
  • the antenna device 120 may be formed by the feeding element 121. Further, it may be a one-dimensional array in which a plurality of power feeding elements 121 are arranged in a row.
  • the 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, 117, power amplifiers 112AT to 112DT, low noise amplifiers 112AR to 112DR, attenuators 114A to 114D, phase shifters 115A to 115D, and signal synthesizer / demultiplexer. It includes 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 transmitting 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 transmitted signal which is an up-converted high-frequency signal, is demultiplexed by the signal synthesizer / demultiplexer 116, passes through four signal paths, and is fed to different power feeding 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 signal which is a high-frequency signal received by each feeding element 121, passes through four different signal paths and is combined by the signal synthesizer / demultiplexer 116.
  • the combined received signal is down-converted by the mixer 118, amplified by the amplifier circuit 119, and transmitted to the BBIC 200.
  • the RFIC 110 is formed as, for example, a one-chip integrated circuit component including the above circuit configuration.
  • the devices switch, power amplifier, low noise amplifier, attenuator, phase shifter
  • corresponding to each power feeding element 121 in the RFIC 110 may be formed as an integrated circuit component of one chip for each corresponding power feeding element 121. ..
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the communication device 10 of FIG. 1 including the protection structure 50 and the antenna module 100.
  • the antenna module 100 includes a non-feeding element 122, a dielectric substrate 130, a feeding wiring 140, and a ground electrode GND in addition to the feeding element 121 and RFIC 110.
  • the positive direction of the Z axis 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 130 includes, for example, a low temperature co-fired ceramics (LCC) multilayer substrate, a multilayer resin substrate formed by laminating a plurality of resin layers composed of resins such as epoxy and polyimide.
  • the dielectric substrate 130 does not necessarily have to have a multi-layer structure, and may be a single-layer substrate.
  • the dielectric substrate 130 has a substantially rectangular shape when viewed in a plan view from the normal direction (Z-axis direction), and the feeding element 121 faces the ground electrode GND on the upper surface 131 (the surface in the positive direction of the Z-axis). And are placed.
  • the power feeding element 121 may be exposed on the surface of the dielectric substrate 130, or may be arranged on the inner layer of the dielectric substrate 130 as in the example of FIG.
  • the non-feeding element 122 is arranged in a layer on the ground electrode GND side of the feeding element 121 so as to face the ground electrode GND. In other words, the non-feeding element 122 is arranged in a layer between the feeding element 121 and the ground electrode GND.
  • the non-feeding element 122 overlaps with the feeding element 121 when the dielectric substrate 130 is viewed in a plan view.
  • the size of the feeding element 121 is smaller than the size of the non-feeding element 122, and the resonance frequency of the feeding element 121 is higher than the resonance frequency of the non-feeding element 122. That is, the frequency of the radio wave radiated from the feeding element 121 is higher than the frequency of the radio wave radiated from the non-feeding element 122.
  • the center frequency of the radio wave radiated from the feeding element 121 is 39 GHz
  • the center frequency of the radio wave radiated from the non-feeding element 122 is 28 GHz.
  • a high frequency signal is transmitted from the RFIC 110 to the power feeding element 121 via the power feeding wiring 140.
  • the feeding wiring 140 is connected to the feeding point SP1 from the lower surface side of the feeding element 121 through the ground electrode GND and the non-feeding element 122 from the RFIC 110. That is, the power supply wiring 140 transmits a high frequency signal to the power supply point SP1 of the power supply element 121.
  • the feeding point SP1 is arranged at a position offset in the negative direction of the X-axis from the center of the feeding element 121.
  • a radio wave having the polarization direction in the X-axis direction is radiated from the feeding element 121.
  • the feeding wiring 140 and the non-feeding element 122 are electromagnetically coupled to each other at the penetration position of the non-feeding element 122, and no feeding is performed.
  • the element 122 is excited.
  • radio waves having the polarization direction in the X-axis direction are radiated from the non-feeding element 122.
  • the antenna module 100 is a so-called dual band type antenna module capable of radiating radio waves in two different frequency bands.
  • the housing which is an example of the protective structure 50, has a structure in which three dielectric layers are laminated. Specifically, the dielectric layer 52 is laminated on the dielectric layer 51, and the dielectric layer 53 is further laminated on the dielectric layer 52.
  • the thickness of the dielectric layer 52 (d 2 ) is thinner than the thickness of the dielectric layer 51 (d 1 ) and the thickness of the dielectric layer 53 (d 3 ) (that is, d 2 ⁇ d 1 and d 2 ⁇ d 3).
  • the relative permittivity ( ⁇ 2 ) of the dielectric layer 52 is higher than the relative permittivity ( ⁇ 1 ) of the dielectric layer 51 and the relative permittivity ( ⁇ 3 ) of the dielectric layer 53 (that is, ⁇ 2 >. ⁇ 1 and ⁇ 2 > ⁇ 3 ).
  • the thickness and relative permittivity of the body layer 51 and the dielectric layer 53 do not necessarily have to be the same.
  • FIG. 3 is a model in which a planar electromagnetic wave is incident on a dielectric having a three-layer structure arranged in air.
  • the model of FIG. 3 corresponds to the protective structure 50 shown in FIG. 2, and the dielectric (1) in FIG. 3 corresponds to the dielectric layer 51 of the protective structure 50 of FIG.
  • the dielectric (2) and the dielectric (3) in FIG. 3 correspond to the dielectric layer 52 and the dielectric layer 53 in FIG. 2, respectively.
  • the thicknesses of the dielectrics (1), (2), and (3) are d 1 , d 2 , and d 3 , respectively, and the relative permittivity is ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 , respectively.
  • the refractive index in each dielectric does not depend on the dielectric constant of other dielectrics. Further, the exit angle from the dielectric (3) is equal to the incident angle from the air to the dielectric (1).
  • the characteristic matrix method When determining transmission and reflection in a multilayer dielectric film, the characteristic matrix method is generally used (for example, the document "Optical Thin Film Filter Design", Mitsunobu Kohiyama, Optronics, 2006).
  • the characteristic matrix M k of the dielectric (k) is defined as the following equation (3).
  • ⁇ k indicates the amount of phase shift in the dielectric (k), and is defined by the following equation (4).
  • ⁇ k is called inclined admittance and is defined as in the equation (5).
  • the ⁇ k s in the upper part of the equation (5) is the gradient admittance when the electric field of the incident wave is perpendicular to the incident surface (that is, the paper surface), and the ⁇ k p in the upper part of the equation (5) is the incident surface.
  • the matrix product P for three layers of the characteristic matrix defined as described above is defined by the following equation (7).
  • each component of the matrix product P in equation (8) can be expressed as in equation (12).
  • the amplitude reflectance ⁇ can be expressed by the following equation (13).
  • the transmittance T of the equation (9) is expressed by the equation (14) using the amplitude reflectance ⁇ .
  • the transmittance is 1 when the equation of the following equation (16) is satisfied.
  • the total thickness which is generally restricted by the demands of strength, weight, design, etc., is constrained, and the transmittance in the target frequency band is maximized within the range of the feasible relative permittivity.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the display of the thickness of each dielectric layer using a triangular graph.
  • the distance (height) from each side to the corresponding vertex is set to the total thickness d total of the dielectric.
  • the length of a perpendicular line from an arbitrary point P0 in the equilateral triangle ABC to each side is the thickness of each dielectric.
  • the length of the perpendicular line from the point P0 to the side AB is the thickness d 1 of the dielectric (1)
  • the length of the perpendicular line from the point P0 to the side BC is the thickness d 2 of the dielectric (2).
  • the length of a perpendicular from the point P0 to the side CA is the thickness d 3 of the dielectric (3).
  • each vertex of the triangle corresponds to the case where one dielectric occupies the entire thickness. Further, each side corresponds to the case where the thickness of one dielectric is 0.
  • the protective member is formed only of the dielectric (2), and on the side AB, the protective member is formed of the dielectric (2) and the dielectric (3).
  • the frequency band of the target radio wave is BW1: 24.25 to 29.5 GHz (center frequency: 26.875 GHz).
  • BW1 24.25 to 29.5 GHz
  • the portion where the transmittance is high is the portion of the point A1 near the apex A and the portion of the point P1 near the center of gravity of the triangle.
  • the transmittance is maximized when the thickness and the relative permittivity of the dielectric layers (1) and (3) on the outer layer side are the same.
  • the transmittance becomes maximum when the dielectric layers (1) and (3) on the outer layer side are equal to each other. Therefore, when finding a configuration in which the transmittance is maximized, it is sufficient to search under the condition that the dielectric layers (1) and (2) on the outer layer side are equal to each other. This condition corresponds to the condition on the vertical line drawn from the apex A to the side BC in FIG. 4 or 5. The conditions under which the transmittance is maximized in this condition range will be examined below.
  • FIG. 6 is a diagram showing the maximum value of the minimum in-band transmittance under the condition that the dielectric layers (1) and (3) on the outer layer side are equal to each other in the configuration example of FIG.
  • the "minimum transmittance in the band” indicates the minimum value of the transmittance in a predetermined frequency band (for example, 24.25 to 29.5 GHz).
  • the maximum value of the minimum in-band transmittance for the parameter is plotted with the value obtained by dividing the thickness of the dielectric layer in the case of the center frequency by the effective wavelength in the dielectric layer as a parameter.
  • the "effective wavelength in the dielectric layer” is a wavelength obtained by dividing the wavelength in free space by the square root of the relative permittivity of the dielectric layer.
  • FIG. 6 the left figure (FIG. 6 (a)) shows the parameters for the outer dielectric layer (1) or the dielectric layer (3) on the horizontal axis, and the right figure (FIG. 6 (b)). ) Shows the sum of the parameters for each of the three layers on the horizontal axis.
  • FIG. 6B the thicknesses and relative permittivity of the dielectric layers (1) and (3) on the outer layer side are made equal.
  • d ext and epsilon r ext are respectively the thickness and dielectric constant of (3).
  • d int and ⁇ r int indicate the thickness and relative permittivity of the inner dielectric layer (2), respectively.
  • ⁇ 0 indicates the wavelength of radio waves in the air at the center frequency.
  • the above parameter is an index indicating the wave number of the radio wave physically transmitted through the dielectric. The above parameters correspond to the "first parameter" in the present disclosure.
  • the region AR10 shows the point P1 in FIG. 5, and the region AR11 shows the point A in FIG.
  • the region AR12 shows the point P1 in FIG. 5, and the region AR13 shows the point A in FIG.
  • FIGS. 5 and 6 at the point A of FIG. 5, it is necessary to make the outer dielectric layers (1) and (3) high in dielectric constant and thin, but in the actual manufacturing stage. It is difficult to realize a dielectric layer having such a structure.
  • the configuration of the point P1 (that is, the relative permittivity of the dielectric layer (2) is higher than the relative permittivity of the dielectric layers (1) and (3), and the dielectric layer (that is, the dielectric layer (3))
  • the thickness of 2) can be made thinner than the thicknesses of the dielectric layers (1) and (3)) as the optimum design.
  • the above parameters for each dielectric layer of the outer layer are in the range of 0.26 to 0.27, and the above parameters for the entire three layers are 0.55 to 0. It is within the range of .57.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the passage characteristics of the protective structure when the optimum design is performed based on FIG.
  • the frequency characteristic of the transmittance in the front direction and the angular characteristic (transparency with respect to the incident angle) at the center frequency are shown.
  • the solid line LN11 indicates the case where the electric field of the incident wave is perpendicular to the incident surface
  • the broken line LN12 indicates the case where the electric field of the incident wave is parallel to the incident surface.
  • a substantially flat transmittance can be realized in the target frequency band BW1.
  • a transmittance of ⁇ 1.5 dB or more can be realized up to an incident angle ⁇ 0 of about 60 °.
  • the relative permittivity of the inner dielectric layer is made higher than the relative permittivity of the outer dielectric layer, and the relative permittivity is made higher.
  • the condition that the transmittance is 1 in the front direction at a specific single frequency is the above-mentioned equation (16).
  • FIG. 8 is a diagram showing the maximum value of the minimum in-band transmittance when the total thickness is 1.5 mm in the protection structure for the dual band type antenna.
  • the target frequency bands are BW1: 24.225 to 29.5 GHz (center frequency: 26.875 GHz) and BW2: 37.0 to 40.0 GHz (center frequency: 38.5 GHz). Is.
  • the maximum value of the minimum in-band transmittance in the region AR20 of FIG. 8A is -2 dB or more, which is a relatively large value.
  • the maximum value of the minimum in-band transmittance is -2 dB or more in the region AR21 in FIG. 8 (b).
  • FIG. 9 is a diagram showing the passage characteristics of the protective structure when the optimum design is performed based on the simulation result of FIG.
  • the frequency characteristics of the transmittance when the maximum value of the minimum transmittance in the band is the largest in the two frequency bands, and the angle at the center frequency (26.875 GHz, 38.5 GHz) of the two bands.
  • the characteristics are shown.
  • the transmittance is 1 (that is, 0 dB) at each center frequency, and -1.22 dB is realized as the minimum transmittance in a predetermined frequency band.
  • the angular characteristics both when the electric field of the incident wave is vertical (solid lines LN21, LN23) and when it is horizontal (broken lines LN22, LN24), the incident angle ⁇ 0 is -1 within the range of 60 ° or more. A transmittance of 5.5 dB or more is realized.
  • the relative permittivity of the inner dielectric layer is made higher than the relative permittivity of the outer dielectric layer, and the inner layer is formed.
  • FIG. 10 is a diagram showing the maximum value of the minimum in-band transmittance in the case of the third configuration example.
  • FIG. 11 is a diagram showing the passage characteristics of the protective structure when the optimum design is performed based on the simulation result of FIG.
  • the target frequency bands are BW1: 24.25 to 29.5 GHz (center frequency: 26.875 GHz) and BW2: 37.0 to 40.0 GHz (center frequency: 38.5 GHz). Is.
  • the maximum value of the minimum in-band transmittance in the region AR30 of FIG. 10A shows a relatively large value of ⁇ 0.25 dB or more.
  • the maximum value of the minimum transmittance in the band is ⁇ 0.25 dB or more in the portion of the region AR31 in FIG. 10 (b). That is, when the parameter of the dielectric layer of the outer layer is in the range of 0.21 to 0.33 and the parameter of the total of the three layers is in the range of 0.69 to 1.02, the two frequencies to be targeted.
  • the transmittance in the band can be maximized.
  • the parameter of the dielectric layer of the outer layer of FIG. 10 (a) is 0.25
  • FIG. 10 (b) ) Is the case where the sum of the parameters in all three layers is 1.02.
  • the transmittance is 1 (that is, 0 dB) at each center frequency, and ⁇ 0.059 dB is realized as the minimum transmittance in a predetermined frequency band.
  • the angular characteristics both when the electric field of the incident wave is vertical (solid lines LN31, LN33) and when it is horizontal (broken lines LN32, LN34), the incident angle ⁇ 0 is -1 within the range of 60 ° or more. A transmittance of 5.5 dB or more is realized.
  • the relative permittivity of the dielectric layer of the layer is changed to the relative permittivity of the dielectric of the outer layer as in the second configuration example.
  • the protective structure for an antenna having a three-layer structure as described above will be described.
  • the protective structure can be formed, for example, by injection molding in which the resin is injected into the mold.
  • the step of FIG. 12A is a step of preparing a mold 300 including a first mold (upper mold) 310 and a second mold (lower mold) 320.
  • a concave portion 312 is formed in the upper mold 310
  • a convex portion 323 is formed in the lower mold 320.
  • a plurality of protrusions 311 are formed in the recess 312 of the upper mold 310.
  • the convex portion 323 of the lower mold 320 is also formed with the protrusion 321 at a position facing the protrusion 311 of the upper mold 310.
  • the lower mold 320 is formed with a protrusion 322 around a region in which the ceramic 330 is arranged.
  • the flat plate-shaped ceramic 330 is arranged on the protrusion 321 of the lower mold 320.
  • the protrusion 321 allows the ceramic 330 to be arranged at a position separated from the protrusion 323 of the lower mold 320.
  • the protrusion 322 is a positioning pin for positioning the ceramic 330 at a predetermined position, and by arranging the ceramic 330 along the protrusion 322, the ceramic 330 can be arranged in a predetermined region.
  • the upper mold 310 and the lower mold 320 are brought into close contact with each other in the process of FIG. 12B.
  • a space 340 is formed between the concave portion 312 of the upper mold 310 and the convex portion 323 of the lower mold 320.
  • the ceramic 330 is supported by the protrusion 311 of the upper mold 310.
  • the ceramic 330 is arranged at a position away from the bottom surface of the recess 312 of the upper mold 310.
  • the resin is injected into the space 340 formed between the upper mold 310 and the lower mold 320 through the opening 325 formed in the lower mold 320.
  • the resin is also injected into the gap between the ceramic 330 and the upper mold 310 and the gap between the ceramic 330 and the lower mold 320 by the protrusions 311, 321.
  • a three-layer structure of a first resin layer between the lower mold 320 and the ceramic 330, a ceramic layer, and a second resin layer between the upper mold 310 and the ceramic 330 is formed.
  • the protective structure 50A is formed by removing the mold 300 after the injected resin has solidified.
  • the ceramic 330 As the ceramic 330, a material having a dielectric constant higher than the relative permittivity of the resin is adopted, and the protrusion amount of the protrusions 311, 321 is made larger than the thickness of the ceramic 330 to increase the thickness of the ceramic 330.
  • the protective structure 50A By making the protective structure 50A thinner than the 1st resin layer and the 2nd resin layer, the formed protective structure 50A can be made into a structure capable of realizing the characteristics as described in each configuration example of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of a communication device to which the protection structure 500 according to the second embodiment is applied.
  • the feeding element 121 is arranged on the upper surface 131 of the dielectric substrate 130.
  • a ground electrode GND is arranged on the back surface 132 side of the dielectric substrate 130 so as to face the feeding element 121, and a high frequency signal from the RFIC 110 is transmitted to the feeding element 121 by the feeding wiring 140.
  • the housing 50B is made of a single-layer dielectric.
  • a ceramic 330 is arranged on the inner wall of the housing 50B, and the antenna module 100A and the housing 50B are molded using the resin 400 so that the feeding element 121 faces the ceramic 330.
  • the protective structure 500 having a three-layer structure is formed by the housing 50B, the ceramic 330, and the resin 400.
  • the relative permittivity of the ceramic 330 in the inner layer of the three-layer structure is made higher than the relative permittivity of the housing 50B and the resin 400, and the thickness of the ceramic 330 is made thinner than the thickness of the housing 50B and the resin 400. Therefore, a protective structure having the same characteristics as that of the first embodiment can be realized.
  • the transmittance can be improved by forming the housing 50B and the resin 400 to the same thickness using materials having the same relative permittivity.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the antenna module 100B in which the protective structure 50C according to the third embodiment is formed.
  • the antenna module 100B includes a dielectric substrate 130A, a radiation element (feeding element) 121, a feeding wiring 140, a ground electrode GND, and an RFIC 110.
  • the dielectric substrate 130A includes a first dielectric layer 135, a second dielectric layer 136 laminated on the first dielectric layer 135, and a third dielectric layer 137 laminated on the second dielectric layer 136. It has a three-layer structure including.
  • the power feeding element 121 is formed inside the first dielectric layer 135.
  • the ground electrode GND is arranged in the first dielectric layer 135 on the layer on the back surface 132A side of the dielectric substrate 130A with respect to the feeding element 121 so as to face the feeding element 121.
  • the RFIC 110 is connected to the back surface 132A of the dielectric substrate 130A via a solder bump 150.
  • the power feeding wiring 140 is connected to the power feeding element 121 from the RFIC 110 through the ground electrode GND.
  • the high frequency signal from the RFIC 110 is transmitted to the power feeding element 121 by the power feeding wiring 140, so that the radio wave is radiated from the power feeding element 121.
  • the first dielectric layer 135 is located in the region RG1 in the direction in which radio waves are radiated from the feeding element 121 (that is, in the direction from the feeding element 121 toward the surface 131A of the dielectric substrate 130A).
  • a three-layer structure of a second dielectric layer 136 and a third dielectric layer 137 is formed. Then, the relative permittivity of the second dielectric layer 136 is made higher than the relative permittivity of the first dielectric layer 135 and the third dielectric layer 137, and the thickness of the second dielectric layer 136 is made of the first dielectric.
  • the region RG1 of the three-layer structure can be made into a protective structure 50C having the same characteristics as those of the first and second embodiments.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the antenna module 100C of the first modification.
  • the dielectric substrate 130B has a third dielectric layer (first dielectric layer 135, second dielectric layer 136, third dielectric layer 137) having a three-layer structure forming the protective structure 50C. It has a structure laminated on the dielectric layer 138.
  • the feeding element 121 is arranged between the first dielectric layer 135 and the fourth dielectric layer 138 so as to be in contact with the first dielectric layer 135.
  • the feeding element 121 is formed on the surface of the fourth dielectric layer 138, and the protective structure 50C is laminated on the feeding element 121 and the fourth dielectric layer 138.
  • the first dielectric layer 135 is a protective film for protecting the exposed power feeding element 121
  • the third dielectric layer 137 is a housing (resin case) of the communication device 10.
  • a second dielectric layer 136 having a high dielectric constant is arranged between them.
  • an air layer may be provided between the second dielectric layer 136 and the third dielectric layer 137.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the antenna module 100D of the second modification.
  • a space 160 is formed below the region RG1 (in the negative direction of the Z axis) where the protective structure 50C is formed on the dielectric substrate 130C, and power is supplied to the dielectric layer 139 further below the space 160.
  • the element 121 is formed.
  • the power feeding element 121 is arranged so as to face the first dielectric layer 135 of the protective structure 50C via the space 160.
  • the radio wave radiated from the feeding element 121 passes through the air layer of the space 160 and the dielectric layer of the three-layer structure of the protective structure 50C, and is radiated to the outside of the antenna module 100D.
  • an antenna module having a protective structure having a high transmittance can be realized. Is possible.
  • the power feeding element 121 may be formed on the surface of the dielectric layer 139, or may be formed inside the dielectric layer 139. Further, the relative permittivity of the dielectric layer 139 may be the same as or different from that of the first dielectric layer 135.
  • the relative permittivity of the first dielectric layer 135 has been described.
  • a dielectric layer having a relative permittivity lower than the rate may be formed.
  • the "space 160 (air layer)" in the second modification and the above-mentioned "dielectric layer having a relative permittivity lower than the relative permittivity of the first dielectric layer 135" are the "fifth dielectric layer" of the present disclosure. Corresponds to.
  • the protective structure shown in each of the above embodiments may include a radiating element within the range of the protective structure when the antenna module is viewed in a plan view. That is, the size of the protective structure when the antenna module is viewed in a plan view may be larger than that of the radiating element or may be the same size as that of the radiating element.
  • the protective structure is not limited to the flat shape as shown in each of the above embodiments, and may be a shape in which a curved surface is partially formed.
  • the portion of the protective structure that overlaps with the feeding element is formed in a dome shape that is convex in the positive or negative direction in the Z-axis direction. May be good.

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Abstract

アンテナ用保護構造（５０）の一例である筐体は、第１誘電体層（５１）と、第１誘電体層（５１）に積層される第２誘電体層（５２）と、第２誘電体層（５２）に積層される第３誘電体層（５３）とを備える。第２誘電体層（５２）の比誘電率は、第１誘電体層（５１）および第３誘電体層（５３）の比誘電率よりも高い。また、第２誘電体層（５２）の厚みは、第１誘電体層（５１）および第３誘電体層（５３）の積層方向の厚みよりも薄い。

Description

アンテナ用保護構造およびそれを含むアンテナモジュール、通信装置および通信用基地局、ならびに、アンテナ用保護構造の製造方法
　本開示は、アンテナ用保護構造およびその製造方法に関し、より特定的には、アンテナ用保護構造における電波の透過特性を向上させる技術に関する。
　アンテナ装置は、当該アンテナ装置を保護するための保護構造（レドーム）に収容される場合がある。レドームは、アンテナ装置を保護する専用の部材であってもよいし、他の機器とともにアンテナ装置を収容する筐体であってもよい。
　米国特許第８９１７２２０号明細書（特許文献１）には、マイクロ波およびミリ波帯の電波を放射するアンテナのための多層構造を有するサンドイッチ型レドームが開示されている。米国特許第８９１７２２０号明細書（特許文献１）におけるレドームは、構造層の内側に２層の整合層が形成され、さらに当該構造層の外側に１層の整合層が形成された４層構造を有している。
米国特許第８９１７２２０号明細書
　アンテナ装置は、携帯電話あるいはスマートフォンに代表されるモバイル装置に用いられる場合がある。このようなモバイル装置においては、小型化、薄型化および軽量化の要求が依然として高く、それに伴って、アンテナ装置を保護するための保護構造（たとえば筐体）についても、低背化することが必要となる。また、保護構造においては、内部に配置されたアンテナ装置から放射される電波を低損失で透過させるために高い透過率が求められる。
　米国特許第８９１７２２０号明細書（特許文献１）に開示されたレドームは、基本的には航空機のような大型構造物への設置が前提とされている。そのため、米国特許第８９１７２２０号明細書（特許文献１）におけるレドームのトータル厚みは約１０～１６．５ｍｍであり、上記のようなモバイル装置への適用は困難である。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、トータル厚みを抑えつつ透過率を向上させたアンテナ用保護構造を提供することである。
　本開示のある局面に係るアンテナ用保護構造は、第１誘電体層と、第１誘電体層に積層される第２誘電体層と、第２誘電体層に積層される第３誘電体層とを備える。第２誘電体層の比誘電率は、第１誘電体層および第３誘電体層の比誘電率よりも高い。第２誘電体層の厚みは、第１誘電体層および第３誘電体層の積層方向の厚みよりも薄い。
　本開示に係るアンテナ用保護構造は、第１誘電体層と第３誘電体層との間に第２誘電体層が挟まれた３層構造を有しており、内層の第２誘電体層は、他の誘電体層よりも高い誘電率を有する材料で、他の誘電体層よりも薄く形成されている。このような構成によって、保護構造全体の厚みを抑えつつ、高い透過率を実現することができる。
実施の形態１に係る保護構造が適用される通信装置の全体ブロック図である。 図１の通信装置の部分的な断面図である。 ３層構造を有する誘電体の透過率を説明するための図である。 三角グラフを用いた各誘電体層厚みの表示について説明するための図である。 シングルバンド型アンテナ用の保護構造において、トータル厚みが２．０ｍｍの場合の透過率の分布の一例を示す図である。 図５において、帯域内最小透過率の最大値を示す図である。 図６に基づいて最適設計を行なった場合の保護構造の通過特性を説明するための図である。 デュアルバンド型アンテナ用の保護構造において、トータル厚みが１．５ｍｍの場合の、帯域内最小透過率の最大値を示す図である。 図８に基づいて最適設計を行なった場合の保護構造の通過特性を説明するための図である。 デュアルバンド型アンテナ用の保護構造において、トータル厚みが４．０ｍｍの場合の、帯域内最小透過率の最大値を示す図である。 図１０に基づいて最適設計を行なった場合の保護構造の通過特性を説明するための図である。 アンテナ用保護構造の製造プロセスの一例を説明するための図である。 図１２における下金型の平面図である。 実施の形態２に係る保護構造が適用される通信装置の部分的な断面図である。 実施の形態３に係る保護構造が適用されるアンテナモジュールの断面図である。 変形例１のアンテナモジュールの断面図である。 変形例２のアンテナモジュールの断面図である。
　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に係る保護構造５０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、通信機能を備えたパーソナルコンピュータ、または通信用基地局などである。通信装置１０においては、保護構造５０は通信装置１０の筐体である。以下、実施の形態１においては、保護構造を単に「筐体」と称する場合がある。
　実施の形態１に係る保護構造５０は、アンテナモジュール１００を収容している。実施の形態１の例において、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およびＢＢＩＣ２００は、保護構造５０（筐体）内に収容される。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。
　なお、図１の例においては、ＲＦＩＣ１１０がアンテナモジュール１００に含まれる構成となっているが、アンテナモジュール１００は、少なくともアンテナ装置１２０を含んでいればよく、ＢＢＩＣ２００と同様に、ＲＦＩＣ１１０がアンテナモジュール１１０の外部に形成される場合であってもよい。
　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。
　（筐体およびアンテナモジュールの構成）
　図２は、図１の通信装置１０において、保護構造５０およびアンテナモジュール１００を含んだ部分的な断面図である。
　図２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、無給電素子１２２と、誘電体基板１３０と、給電配線１４０と、接地電極ＧＮＤとを含む。なお、以降の説明において、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１３０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１３０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。
　誘電体基板１３０は、法線方向（Ｚ軸方向）から平面視すると略矩形状を有しており、その上面１３１（Ｚ軸の正方向の面）側に給電素子１２１が接地電極ＧＮＤに対向して配置される。給電素子１２１は、誘電体基板１３０表面に露出する態様であってもよいし、図２の例のように誘電体基板１３０の内層に配置されてもよい。
　無給電素子１２２は、給電素子１２１よりも接地電極ＧＮＤ側の層に、接地電極ＧＮＤに対向して配置される。言い換えると、無給電素子１２２は、給電素子１２１と接地電極ＧＮＤとの間の層に配置されている。無給電素子１２２は、誘電体基板１３０を平面視した場合に、給電素子１２１と重なっている。給電素子１２１のサイズは無給電素子１２２のサイズよりも小さく、給電素子１２１の共振周波数は無給電素子１２２の共振周波数よりも高い。すなわち、給電素子１２１から放射される電波の周波数は、無給電素子１２２から放射される電波の周波数よりも高い。たとえば、給電素子１２１から放射される電波の中心周波数は３９ＧＨｚであり、無給電素子１２２から放射される電波の中心周波数は２８ＧＨｚである。
　給電素子１２１には、給電配線１４０を介してＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１４０は、ＲＦＩＣ１１０から、接地電極ＧＮＤおよび無給電素子１２２を貫通して、給電素子１２１の下面側から給電点ＳＰ１に接続される。すなわち、給電配線１４０は、給電素子１２１の給電点ＳＰ１に高周波信号を伝達する。
　給電点ＳＰ１は、給電素子１２１の中心からＸ軸の負方向にオフセットした位置に配置されている。給電素子１２１の共振周波数に対応した高周波信号が給電配線１４０に供給されると、給電素子１２１からは、Ｘ軸方向を偏波方向とする電波が放射される。また、無給電素子１２２の共振周波数に対応した高周波信号が給電配線１４０に供給されると、無給電素子１２２の貫通位置において、給電配線１４０と無給電素子１２２とが電磁界結合し、無給電素子１２２が励振される。これによって、無給電素子１２２からＸ軸方向を偏波方向とする電波が放射される。
　すなわち、アンテナモジュール１００は、異なる２つの周波数帯域の電波を放射することが可能な、いわゆるデュアルバンドタイプのアンテナモジュールである。
　保護構造５０の一例である筐体は、３つの誘電体層が積層された構造を有している。具体的には、誘電体層５１上に誘電体層５２が積層され、さらに誘電体層５２上に誘電体層５３が積層されている。誘電体層５２の厚み（ｄ２）は、誘電体層５１の厚み（ｄ１）および誘電体層５３の厚み（ｄ３）よりも薄い（すなわち、ｄ２＜ｄ１かつｄ２＜ｄ３）。また、誘電体層５２の比誘電率（ε２）は、誘電体層５１の比誘電率（ε１）および誘電体層５３の比誘電率（ε３）よりも高い（すなわち、ε２＞ε１かつε２＞ε３）。
　なお、図２の例においては、誘電体層５１および誘電体層５３が、同じ厚み（ｄ１＝ｄ３）および同じ比誘電率（ε１＝ε３）を有する場合について説明するが、誘電体層５１および誘電体層５３の厚み，比誘電率は必ずしも同じでなくてもよい。
　（３層構造の筐体における透過率の説明）
　次に、図３を用いて、３層構造の誘電体における誘電率の決定手法について説明する。図３は、空気中に配置された３層構造の誘電体に平面電磁波が入射した場合のモデルである。図３のモデルは、図２で示した保護構造５０に対応し、図３における誘電体（１）は図２における保護構造５０の誘電体層５１に対応する。同様に、図３の誘電体（２）および誘電体（３）は、図２における誘電体層５２および誘電体層５３にそれぞれ対応する。なお、誘電体（１）,（２）,（３）の厚みをそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とし、比誘電率をそれぞれε１，ε２，ε３とする。
　図３に示されるように、電磁波が空気中から誘電体（１）に対してθ０の角度で入射する場合を考える。各誘電体内での屈折角をθ１，θ２，θ３とした場合、Ｓｎｅｌｌの法則から、以下の式（１）の関係が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　したがって、誘電体（ｋ）における屈折角θｋは、式（２）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　すなわち、各誘電体内における屈折率は、他の誘電体の誘電率には依存しない。また、誘電体（３）からの出射角は、空気から誘電体（１）への入射角と等しい。
　多層の誘電体膜における透過および反射を求める場合、一般的に特性マトリクス法が用いられる（たとえば、文献「光学薄膜フィルターデザイン」，小檜山光信、オプトロニクス社，２００６年）。特性マトリクス法においては、誘電体（ｋ）の特性マトリクスＭｋを、以下の式（３）のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、δｋは誘電体（ｋ）における移相量を示しており、以下の式（４）で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、ηｋは傾斜アドミタンスと称され、式（５）のように定義される。なお、式（５）の上段のηk ｓは、入射波の電界が入射面（すなわち、紙面）に垂直である場合の傾斜アドミタンスであり、式（５）の上段のηk ｐは、入射波の電界が入射面に平行である場合の傾斜アドミタンスである。空気層（ｋ＝０，ε０＝１）の場合には、式（６）のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　以上のように定義された特性マトリクスの３層分の行列積Ｐは、以下の式（７）のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ここで、行列積Ｐの各成分を式（８）のように定義すると、電磁波のパワーの透過率Ｔおよび位相φｔは、次の式（９）および式（１０）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　なお、式（１１）のように変数を定義すると、式（８）の行列積Ｐの各成分は式（１２）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　誘電体に対して正面方向から電磁波が垂直入射する場合（すなわち、入射角θｉ＝０）、振幅反射率ρは、以下の式（１３）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　垂直入射の場合には、式（９）の透過率Ｔは、振幅反射率ρを用いると式（１４）で表される。
　Ｔ＝｜ρ｜２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１４）
　ここで、透過率Ｔが１となる場合、すなわちρ＝０であるためには、式（１３）の分子が０となることが必要となるため、以下の式（１５）が成立することになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　すなわち、以下の式（１６）の方程式を満たす場合に透過率が１となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　３層の誘電体構造における独立変数はｄ１，ｄ２，ｄ３，ε１，ε２，ε３の６個であるため、式（１５）の２式を条件とすると４次元の自由度が残ることになる。すなわち、６個の変数のうち４個の変数を指定すると、残りの２個の変数が決定される。ただし、実際の設計においては、各変数には使用可能範囲（制約条件）が与えられるため、当該制約条件によっては、上記の式（１６）を満たす解が存在しない場合もある。また、式（１６）には周期関数が含まれているため、解が存在する場合には、一般的には無限個の離散解が存在し得る。
　実際の製品を設計する場面においては、要求される仕様（制約条件）によっては、所定の周波数帯域の全域にわたって透過率を１とすることができない場合が少なからず生じ得る。すなわち、実際には、与えられた仕様の中で、特定の特性指標（たとえば、透過率の角度特性、周波数特性など）を最大化することが求められる。
　本実施の形態においては、一般に強度、重量、意匠などの要請から制約されることが多いトータル厚みを拘束し、実現可能な比誘電率の範囲内で、対象の周波数帯域における透過率が最大となる条件について検討した。
　図４は、三角グラフを用いた各誘電体層厚みの表示について説明するための図である。図４の三角グラフにおいては、各辺から対応する頂点までの距離（高さ）が誘電体のトータル厚みｄｔｏｔａｌに設定される。正三角形ＡＢＣ内の任意の点Ｐ０から各辺への垂線の長さが各誘電体の厚みとなる。具体的には、点Ｐ０から辺ＡＢへの垂線の長さが誘電体（１）の厚みｄ１であり、点Ｐ０から辺ＢＣへの垂線の長さが誘電体（２）の厚みｄ２であり、点Ｐ０から辺ＣＡへの垂線の長さが誘電体（３）の厚みｄ３である。このとき、以下の式（１７）の関係が成立する。
　ｄｔｏｔａｌ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３　　　　　　　　　　　　　　　（１７）
　したがって、三角形の各頂点は、１つの誘電体で全ての厚みが占められる場合に対応する。また、各辺上は、１つの誘電体の厚みが０である場合に対応する。たとえば、頂点Ａの場合は保護部材が誘電体（２）のみで形成される場合であり、辺ＡＢ上は保護部材が誘電体（２）および誘電体（３）で形成される場合である。
　（第１構成例）
　図５は、シングルバンド型の保護構造において、トータル厚みが２．０ｍｍの場合（ｄｔｏｔａｌ＝２．０）における透過率の分布のシミュレーションの一例を示す図である。図５のシミュレーションでは、各誘電体の誘電率を２～１００（２≦εｋ≦１００）で変化させたときに、三角グラフ内の各点における正面方向の透過率の最小値の分布を示したものである。なお、対象となる電波の周波数帯域はＢＷ１：２４．２５～２９．５ＧＨｚ（中心周波数：２６．８７５ＧＨｚ）である。図５においては、ハッチングが濃くなるほど透過率が高くなるように示されている。
　図５において、透過率が高くなっている部分（すなわち、ハッチングが濃くなっている部分）は、頂点Ａに近い点Ａ１の部分、および、三角形の重心付近の点Ｐ１の部分となっている。
　頂点Ａに近い部分において透過率が最大となる点Ａ１は、（ｄ１，ｄ２，ｄ３）＝（０．０５ｍｍ，１．９ｍｍ，０．０５ｍｍ）であり、透過率は－０．２４８ｄＢである。また、そのときの比誘電率は（ε１，ε２，ε３）＝（３８．１，２．０，３８．１）である。また、点Ｐ１は、（ｄ１，ｄ２，ｄ３）＝（０．８５ｍｍ，０．３ｍｍ，０．８５ｍｍ）となる点であり、透過率は－０．２３７ｄＢである。そのときの比誘電率は（ε１，ε２，ε３）＝（９．９７，１００，９．９７）である。
　なお、点Ａ１の場合および点Ｐ１の場合のいずれにおいても、外層側の誘電体層（１），（３）の厚みおよび比誘電率が等しい場合に透過率が極大となっている。この例に限らず、３層の厚みの組み合わせを変化させたときには、外層側の誘電体層（１），（３）が互いに等しいときに透過率が極大になる。そのため、透過率が極大となる構成を求めるときには、外層側の誘電体層（１），（２）が互いに等しいという条件のもとで探索すれば十分である。この条件は、図４または図５において、頂点Ａから辺ＢＣへ下ろした垂線上となる条件に対応する。この条件範囲において透過率が極大となる条件について以下で検討する。
　図６は、図５の構成例において、外層側の誘電体層（１），（３）が互いに等しいという条件のもとで帯域内最小透過率の最大値を示す図である。なお、本開示において、「帯域内最小透過率」とは、所定の周波数帯域内（たとえば、２４．２５～２９．５ＧＨｚ）における透過率の最小値を示す。図６においては、横軸には、中心周波数の場合の誘電体層の厚みを当該誘電体層内における実効波長で除した値をパラメータとして、当該パラメータに対する帯域内最小透過率の最大値がプロットされている。なお、「誘電体層内における実効波長」とは、自由空間中の波長を、誘電体層の比誘電率の平方根で除した波長である。
　図６において、左図（図６（ａ））には、横軸に外層の誘電体層（１）または誘電体層（３）についてのパラメータが示されており、右図（図６（ｂ））には、横軸に３層それぞれについてのパラメータの総和が示されている。なお、図６（ｂ）においては、外層側の誘電体層（１），（３）の厚みおよび比誘電率が等しくされている。
　図６のパラメータにおいて、ｄｅｘｔおよびεｒ ｅｘｔは、外層の誘電体層（１），（３）の厚みおよび比誘電率をそれぞれ示している。また、ｄｉｎｔおよびεｒ ｉｎｔは、内層の誘電体層（２）の厚みおよび比誘電率をそれぞれ示している。λ０は、中心周波数の場合の空気中における電波の波長を示している。上記のパラメータは、物理的には誘電体内を透過する電波の波数を示す指標である。なお、上記のパラメータは、本開示における「第１パラメータ」に対応する。
　図６（ａ）においては、領域ＡＲ１０が図５における点Ｐ１を示しており、領域ＡＲ１１が図５の点Ａを示している。また、図６（ｂ）においては、領域ＡＲ１２が図５における点Ｐ１を示しており、領域ＡＲ１３が図５の点Ａを示している。図５および図６からわかるように、図５の点Ａにおいては、外層の誘電体層（１），（３）を高誘電率かつ薄型とすることが必要となるが、実際の製造段階においては、このような構成の誘電体層を実現することは困難である。そのため、上記の条件においては、点Ｐ１の構成（すなわち、誘電体層（２）の比誘電率を誘電体層（１），（３）の比誘電率よりも高く、かつ、誘電体層（２）の厚みを誘電体層（１），（３）の厚みよりも薄くする構成）を最適設計とすることができる。なお、このとき、図６に示されるように、外層の各誘電体層についての上記パラメータは０．２６～０．２７の範囲内であり、３層全体についての上記パラメータは０．５５～０．５７の範囲内である。
　図７は、図６に基づいて最適設計を行なった場合の保護構造の通過特性を説明するための図である。図７においては、正面方向における透過率の周波数特性と、中心周波数における角度特性（入射角に対する透過率）が示されている。なお、角度特性において、実線ＬＮ１１は入射波の電界が入射面に対して垂直な場合を示しており、破線ＬＮ１２は入射波の電界が入射面に対して平行な場合を示している。図７の周波数特性（実線ＬＮ１０）に示されるように、対象の周波数帯域ＢＷ１においては、ほぼフラットな透過率が実現できている。また、入射波の電界が垂直の場合および平行の場合の双方について、入射角θ０が約６０°付近まで、－１．５ｄＢ以上の透過率が実現できている。
　以上のように、３層の誘電体層で形成されたシングルバンド型のアンテナ用保護構造においては、内層の誘電体層の比誘電率を外層の誘電体の比誘電率よりも高くするとともに、内層の誘電体層の厚みを外層の誘電体の厚みよりも薄くし、図６で示したパラメータを所定範囲内とすることによって、保護構造全体の厚みを抑えつつ、高い透過率を実現することができる。
　（第２構成例）
　上記の第１構成例においては、シングルバンド型アンテナについての保護構造の最適設定手法について説明した。第２構成例および次に説明する第３構成例については、デュアルバンド型アンテナの保護構造について、上記と同様の手法により最適設計を行なった例について説明する。
　上述のように、特定の単一周波数において、正面方向で透過率が１となる条件は、上述の式（１６）である。ここで、図５で示したように、誘電体のトータル厚みの制約下において、広い帯域にわたる透過率を実現する条件は、外層の誘電体層（１），（２）の厚みおよび比誘電率が等しい場合（ｄ１＝ｄ３，ε１＝ε３）であるため、式（１６）の第１式は恒等的に成立し、第２式は以下の式（１８）となる。
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　デュアルバンド型アンテナの場合には、異なる２つの周波数に対して式（１８）の関係が成立することになる。ここで、ｄ１＝ｄ３，ε１＝ε３の関係から、決定すべき変数はｄ１，ｄ２，ε１，ε２の４個となる。２つの周波数に対して式（１８）が成立することから、自由度は結果として２となる。したがって、ｄ１，ｄ２，ε１，ε２の変数のうちの２つを与えると、残りの２つの変数が決定される。
　図８は、デュアルバンド型アンテナ用の保護構造において、トータル厚みが１．５ｍｍの場合の帯域内最小透過率の最大値を示す図である。なお、図８の例においては、対象とする周波数帯域はＢＷ１：２４．２５～２９．５ＧＨｚ（中心周波数：２６．８７５ＧＨｚ）およびＢＷ２：３７．０～４０．０ＧＨｚ（中心周波数：３８．５ＧＨｚ）である。
　図８を参照して、外層の誘電体層については、図８（ａ）の領域ＡＲ２０の部分において帯域内最小透過率の最大値が－２ｄＢ以上と相対的に大きな値を示しており、３層トータルでは、図８（ｂ）の領域ＡＲ２１の部分において帯域内最小透過率の最大値が－２ｄＢ以上の値となっている。これらの領域が図５の三角グラフにおける点Ｐ１に相当する。すなわち、外層の誘電体層のパラメータが０．２１～０．２８の範囲であり、３層トータルでの上記パラメータが０．６９～０．８９の範囲である場合に、対象となる２つの周波数帯域における透過率を最大化することができる。
　図９は、図８のシミュレーション結果に基づいて最適設計を行なった場合の保護構造の通過特性を示す図である。図９においては、２つの周波数帯域において帯域内最小透過率の最大値が最も大きくなる場合の、透過率の周波数特性、および、２つの帯域の中心周波数（２６．８７５ＧＨｚ，３８．５ＧＨｚ）における角度特性が示されている。図９に示される例において、各誘電体層の厚みは（ｄ１，ｄ２，ｄ３）＝（０．６９ｍｍ，０．１２ｍｍ，０．６９ｍｍ）であり、比誘電率は（ε１，ε２，ε３）＝（１４．７，９９．２，１４．７）である。すなわち、内層の誘電体層の比誘電率は外層の誘電体の比誘電率よりも高く、かつ、内層の誘電体層の厚みは外層の誘電体の厚みよりも薄くなっている。
　図９を参照して、周波数特性（実線ＬＮ２０）については、各中心周波数において透過率が１（すなわち、０ｄＢ）となっており、所定の周波数帯域における最小透過率として－１．２２ｄＢが実現されている。また、角度特性についても、入射波の電界が垂直の場合（実線ＬＮ２１，ＬＮ２３）および水平の場合（破線ＬＮ２２，ＬＮ２４）のいずれにおいても、入射角θ０が６０°以上の範囲まで、－１．５ｄＢ以上の透過率が実現されている。
　このように、３層の誘電体層で形成されたデュアルバンド型のアンテナ用保護構造においても、内層の誘電体層の比誘電率を外層の誘電体の比誘電率よりも高くするとともに、内層の誘電体層の厚みを外層の誘電体の厚みよりも薄くし、図８で示した所定範囲にパラメータを設定することによって、保護構造全体の厚みを抑えつつ、高い透過率を実現することができる。
　（第３構成例）
　第３構成例においては、デュアルバンド型アンテナ用の保護構造において、トータル厚みを４．０ｍｍにした場合の例について説明する。
　図１０は、第３構成例の場合における、帯域内最小透過率の最大値を示す図である。また、図１１は、図１０のシミュレーション結果に基づいて最適設計を行なった場合の保護構造の通過特性を示す図である。なお、第３構成例においても、対象とする周波数帯域はＢＷ１：２４．２５～２９．５ＧＨｚ（中心周波数：２６．８７５ＧＨｚ）およびＢＷ２：３７．０～４０．０ＧＨｚ（中心周波数：３８．５ＧＨｚ）である。
　図１０を参照して、外層の誘電体層については、図１０（ａ）の領域ＡＲ３０の部分において帯域内最小透過率の最大値が－０．２５ｄＢ以上と相対的に大きな値を示しており、３層トータルでは、図１０（ｂ）の領域ＡＲ３１の部分において帯域内最小透過率の最大値が－０．２５ｄＢ以上となっている。すなわち、外層の誘電体層のパラメータが０．２１～０．３３の範囲であり、３層トータルでの上記パラメータが０．６９～１．０２の範囲である場合に、対象となる２つの周波数帯域における透過率を最大化することができる。
　次に図１１を参照して、帯域内最小透過率の最大値が最も高くなる場合は、図１０（ａ）の外層の誘電体層のパラメータが０．２５であり、かつ、図１０（ｂ）の３層全体でのパラメータの和が１．０２の場合である。この場合において、各誘電体層の厚みは（ｄ１，ｄ２，ｄ３）＝（１．４２ｍｍ，１．１６ｍｍ，１．４２ｍｍ）であり、比誘電率は（ε１，ε２，ε３）＝（２．９０，１６．１，２．９０）である。すなわち、第３構成例においても、内層の誘電体層の比誘電率は外層の誘電体の比誘電率よりも高く、かつ、内層の誘電体層の厚みは外層の誘電体の厚みよりも薄い。
　図１１において、周波数特性（実線ＬＮ３０）については、各中心周波数において透過率が１（すなわち、０ｄＢ）となっており、所定の周波数帯域における最小透過率として－０．０５９ｄＢが実現されている。また、角度特性についても、入射波の電界が垂直の場合（実線ＬＮ３１，ＬＮ３３）および水平の場合（破線ＬＮ３２，ＬＮ３４）のいずれにおいても、入射角θ０が６０°以上の範囲まで、－１．５ｄＢ以上の透過率が実現されている。
　以上のように、第２構成例とは厚みの異なるデュアルバンド型のアンテナ用保護構造においても、第２構成例と同様に、層の誘電体層の比誘電率を外層の誘電体の比誘電率よりも高くするとともに、内層の誘電体層の厚みを外層の誘電体の厚みよりも薄くし、図１０で示した所定範囲にパラメータを設定することによって、保護構造全体の厚みを抑えつつ、高い透過率を実現することができる。
　（製造プロセス）
　図１２において、上記のような３層構造のアンテナ用保護構造の製造プロセスの一例について説明する。保護構造は、たとえば、金型内に樹脂を注入する射出成形によって形成することができる。
　図１２を参照して、まず図１２（ａ）の工程は、第１金型（上金型）３１０および第２金型（下金型）３２０を含む金型３００を準備する工程である。上金型３１０には凹部３１２が形成されており、下金型３２０には凸部３２３が形成されている。上金型３１０の凹部３１２には、複数の突起部３１１が形成されている。また、下金型３２０の凸部３２３にも、上金型３１０の突起部３１１に対向する位置に突起部３２１が形成されている。さらに、下金型３２０には、図１３の平面図に示されるように、セラミック３３０を配置する領域の周囲に突起部３２２が形成されている。
　図１２（ａ）の工程においては、下金型３２０の突起部３２１上に平板状のセラミック３３０が配置される。この突起部３２１によって、下金型３２０の凸部３２３から離間した位置にセラミック３３０を配置することができる。突起部３２２は、セラミック３３０を所定位置に位置決めするための位置決めピンであり、突起部３２２に沿ってセラミック３３０を配置することによって、所定の領域にセラミック３３０を配置することができる。
　下金型３２０にセラミック３３０が配置されると、図１２（ｂ）の工程において、上金型３１０と下金型３２０とが密着される。このとき、上金型３１０の凹部３１２と下金型３２０の凸部３２３との間に空間３４０が形成される。さらに、上金型３１０の突起部３１１によって、セラミック３３０が支持される。これによって、上金型３１０の凹部３１２の底面から離間した位置にセラミック３３０を配置される。
　この状態において、上金型３１０と下金型３２０との間に形成される空間３４０に、下金型３２０に形成された開口部３２５を通して樹脂が注入される。このとき、突起部３１１，３２１によって、セラミック３３０と上金型３１０との間の隙間、および、セラミック３３０と下金型３２０との間の隙間にも、樹脂が注入される。これによって、下金型３２０とセラミック３３０との間の第１樹脂層、セラミック層、上金型３１０とセラミック３３０との間の第２樹脂層の３層構造が形成される。
　そして、図１２（ｃ）の工程において、注入した樹脂が固化した後に、金型３００を取り外すことによって保護構造５０Ａが形成される。
　このとき、セラミック３３０として、樹脂の比誘電率よりも高い誘電率を有する材料を採用し、さらに、突起部３１１，３２１の突起量をセラミック３３０の厚みよりも大きくしてセラミック３３０の厚みを第１樹脂層および第２樹脂層よりも薄くすることで、形成された保護構造５０Ａを、実施の形態１の各構成例で説明したような特性を実現可能な構成とすることができる。
　［実施の形態２］
　実施の形態１においては、通信装置の筐体自身が３層の誘電体層を有する保護構造を形成する構成について説明した。実施の形態２においては、筐体とアンテナモジュールとの間を樹脂でモールドすることによって、３層の保護構造を形成する構成について説明する。
　図１４は、実施の形態２に係る保護構造５００が適用される通信装置の部分的な断面図である。図１４を参照して、アンテナモジュール１００Ａにおいては、給電素子１２１が誘電体基板１３０の上面１３１に配置されている。誘電体基板１３０の裏面１３２側には、給電素子１２１に対向して接地電極ＧＮＤが配置されており、ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号が給電配線１４０によって給電素子１２１に伝達される。
　筐体５０Ｂは、単層の誘電体で形成されている。筐体５０Ｂの内壁にはセラミック３３０が配置されており、当該セラミック３３０に給電素子１２１が対向するように、樹脂４００を用いてアンテナモジュール１００Ａと筐体５０Ｂとの間がモールドされる。これにより、筐体５０Ｂ、セラミック３３０、および樹脂４００によって３層構造の保護構造５００が形成される。
　このとき、３層構造の内層のセラミック３３０の比誘電率を筐体５０Ｂおよび樹脂４００の比誘電率よりも高くするとともに、セラミック３３０の厚みを筐体５０Ｂおよび樹脂４００の厚みよりも薄くすることによって、実施の形態１と同様の特性を有する保護構造を実現することができる。
　なお、実施の形態１で説明したように、筐体５０Ｂおよび樹脂４００を、同じ比誘電率の材料を用いて同じ厚みに形成することによって、透過率を向上させることができる。
　［実施の形態３］
　実施の形態１および実施の形態２においては、保護構造がアンテナモジュールとは別に設けられる構成について説明した。実施の形態３においては、上述のような保護構造がアンテナモジュールに形成される構成について説明する。
　図１５は、実施の形態３に係る保護構造５０Ｃが形成されたアンテナモジュール１００Ｂの断面図である。図１５を参照して、アンテナモジュール１００Ｂは、誘電体基板１３０Ａと、放射素子（給電素子）１２１と、給電配線１４０と、接地電極ＧＮＤと、ＲＦＩＣ１１０とを含む。
　誘電体基板１３０Ａは、第１誘電体層１３５と、第１誘電体層１３５に積層される第２誘電体層１３６と、第２誘電体層１３６に積層される第３誘電体層１３７とを含む３層構造を有している。給電素子１２１は、第１誘電体層１３５の内部に形成されている。接地電極ＧＮＤは、第１誘電体層１３５において、給電素子１２１よりも誘電体基板１３０Ａの裏面１３２Ａ側の層に、給電素子１２１に対向するように配置されている。
　ＲＦＩＣ１１０は、誘電体基板１３０Ａの裏面１３２Ａに、はんだバンプ１５０を介して接続されている。給電配線１４０は、ＲＦＩＣ１１０から、接地電極ＧＮＤを貫通して給電素子１２１に接続されている。ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号が給電配線１４０によって給電素子１２１に伝達されることによって、給電素子１２１から電波が放射される。
　アンテナモジュール１００Ｂの誘電体基板１３０Ａにおいては、給電素子１２１から電波が放射される方向（すなわち、給電素子１２１から誘電体基板１３０Ａの表面１３１Ａに向かう方向）の領域ＲＧ１に、第１誘電体層１３５、第２誘電体層１３６および第３誘電体層１３７の３層構造が形成されている。そして、第２誘電体層１３６の比誘電率を第１誘電体層１３５および第３誘電体層１３７の比誘電率よりも高くし、さらに、第２誘電体層１３６の厚みを第１誘電体層１３５および第３誘電体層１３７の厚みよりも薄くすることによって、当該３層構造の領域ＲＧ１を、実施の形態１，２と同様の特性を有する保護構造５０Ｃとすることができる。
　このような構成とすることによって、高い透過率を有する保護構造を備えたアンテナモジュールを実現することが可能となる。
　（変形例１）
　図１６は、変形例１のアンテナモジュール１００Ｃの断面図である。アンテナモジュール１００Ｃにおいては、誘電体基板１３０Ｂは、保護構造５０Ｃを形成する３層構造の誘電体層（第１誘電体層１３５，第２誘電体層１３６，第３誘電体層１３７）が第４誘電体層１３８上に積層された構成を有している。そして、第１誘電体層１３５と第４誘電体層１３８との間に、給電素子１２１が第１誘電体層１３５に接するように配置されている。言い換えれば、給電素子１２１は、第４誘電体層１３８の表面に形成されており、保護構造５０Ｃが給電素子１２１および第４誘電体層１３８上に積層されている。
　このような構成においても、実施の形態３のアンテナモジュール１００Ｂと同様に、高い透過率を有する保護構造を備えたアンテナモジュールを実現することが可能となる。
　なお、保護構造５０Ｃの一例として、第１誘電体層１３５が、露出した給電素子１２１を保護するための保護膜であり、第３誘電体層１３７が通信装置１０の筐体（樹脂ケース）であり、これらの間に高誘電率の第２誘電体層１３６が配置された構成であってもよい。また、図１６において、第２誘電体層１３６と第３誘電体層１３７との間に空気層が設けられていてもよい。
　（変形例２）
　図１７は、変形例２のアンテナモジュール１００Ｄの断面図である。アンテナモジュール１００Ｄでは、誘電体基板１３０Ｃにおいて保護構造５０Ｃが形成される領域ＲＧ１の下方（Ｚ軸の負方向）に空間１６０が形成されており、当該空間１６０のさらに下方の誘電体層１３９に給電素子１２１が形成されている。言い換えれば、給電素子１２１は、空間１６０を介して保護構造５０Ｃの第１誘電体層１３５と対向するように配置されている。
　アンテナモジュール１００Ｄにおいては、給電素子１２１から放射された電波は、空間１６０の空気層および保護構造５０Ｃの３層構造の誘電体層を通過して、アンテナモジュール１００Ｄの外部へと放射される。
　変形例２のように、誘電体基板の内部に空間が形成される構成においても、保護構造を上述した構成に形成することによって、高い透過率を有する保護構造を備えたアンテナモジュールを実現することが可能となる。
　なお、給電素子１２１は、誘電体層１３９の表面に形成されていてもよいし、誘電体層１３９の内部に形成されていてもよい。また、誘電体層１３９の比誘電率は、第１誘電体層１３５と同じであってもよいし異なっていてもよい。
　なお、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、第１誘電体層１３５と給電素子１２１との間に空気層が形成される場合について説明したが、この空気層に代えて、第１誘電体層１３５の比誘電率よりも低い比誘電率を有する誘電体層を形成するようにしてもよい。
　変形例２における「空間１６０（空気層）」および上記の「第１誘電体層１３５の比誘電率よりも低い比誘電率を有する誘電体層」は、本開示の「第５誘電体層」に対応する。
　なお、上記の各実施の形態で示される保護構造は、アンテナモジュールを平面視した場合に、保護構造の範囲内に放射素子が含まれていればよい。すなわち、アンテナモジュールを平面視した場合の保護構造の大きさは、放射素子よりも大きくてもよいし、放射素子と同一サイズでもよい。
　また、保護構造は、上記の各実施の形態に示したような平坦な形状に限られず、部分的に曲面が形成された形状であってもよい。たとえば、保護構造を法線方向（図のＺ軸方向）から平面視した場合に給電素子と重なる保護構造の部分が、Ｚ軸方向の正方向または負方向に凸のドーム形状に形成されていてもよい。
　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、５０，５０Ａ，５０Ｃ，５００　保護構造、５０Ｂ　筐体、５１～５３　誘電体層、１００，１００Ａ～１００Ｄ　アンテナモジュール、１１０　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　アンテナ装置、１２１　給電素子、１２２　無給電素子、１３０，１３０Ａ　誘電体基板、１４０　給電配線、１５０　はんだバンプ、１６０　空間、２００　ＢＢＩＣ、３００，３１０，３２０　金型、３１１，３２１，３２２　突起部、３１２　凹部、３２３　凸部、３２５　開口部、３３０　セラミック、３４０　空間、４００　樹脂、ＧＮＤ　接地電極、ＳＰ１　給電点。

Claims (13)

  1. 　第１誘電体層と、
    　前記第１誘電体層に積層される第２誘電体層と、
    　前記第２誘電体層に積層される第３誘電体層とを備え、
    　前記第２誘電体層の比誘電率は、前記第１誘電体層および前記第３誘電体層の比誘電率よりも高く、
    　前記第２誘電体層の厚みは、前記第１誘電体層および前記第３誘電体層の積層方向の厚みよりも薄い、アンテナ用保護構造。
  2. 　前記第１誘電体層の比誘電率は、前記第３誘電体層の比誘電率と等しい、請求項１に記載のアンテナ用保護構造。
  3. 　前記第１誘電体層の厚みは、前記第３誘電体層の厚みと等しい、請求項１または２に記載のアンテナ用保護構造。
  4. 　各誘電体層において、誘電体層の厚みを、当該誘電体層内における実効波長で除した値を第１パラメータとすると、
    　前記第１誘電体層および前記第３誘電体層の各々の第１パラメータは、０．２より大きく、かつ、０．３３よりも小さく、
    　前記第１誘電体層、前記第２誘電体層および前記第３誘電体層の第１パラメータの和は、０．６７より大きく、かつ、０．９０よりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載のアンテナ用保護構造。
  5. 　各誘電体層において、誘電体層の厚みを、当該誘電体層内における実効波長で除した値を第１パラメータとすると、
    　前記第１誘電体層および前記第３誘電体層の各々の第１パラメータは、０．２４より大きく、かつ、０．２７よりも小さく、
    　前記第１誘電体層、前記第２誘電体層および前記第３誘電体層の第１パラメータの和は、０．９９より大きく、かつ、１．０２よりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載のアンテナ用保護構造。
  6. 　前記第１誘電体層および前記第３誘電体層は樹脂であり、
    　前記第２誘電体層はセラミックである、請求項１～５のいずれか１項に記載のアンテナ用保護構造。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナ用保護構造を含む筐体と、
    　前記筐体内に収容されたアンテナモジュールとを備える、通信装置。
  8. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナ用保護構造を含む筐体と、
    　前記筐体内に収容されたアンテナモジュールとを備える、通信用基地局。
  9. 　放射素子と、
    　前記放射素子に対向して形成される第１誘電体層と、
    　前記第１誘電体層に積層される第２誘電体層と、
    　前記第２誘電体層に積層される第３誘電体層とを備え、
    　前記第２誘電体層の比誘電率は、前記第１誘電体層および前記第３誘電体層の比誘電率よりも高く、
    　前記第２誘電体層の厚みは、前記第１誘電体層および前記第３誘電体層の積層方向の厚みよりも薄い、アンテナモジュール。
  10. 　前記放射素子は、前記第１誘電体層の内部に形成される、請求項９に記載のアンテナモジュール。
  11. 　第４誘電体層をさらに備え、
    　前記第１誘電体層は、前記第４誘電体層上に積層されており、
    　前記放射素子は、前記第１誘電体層と前記第４誘電体層との間に、前記第１誘電体層に接するように配置される、請求項９に記載のアンテナモジュール。
  12. 　前記放射素子と前記第１誘電体層との間に、前記第１誘電体層よりも比誘電率が低い第５誘電体層が形成されている、請求項９に記載のアンテナモジュール。
  13. 　アンテナ用保護構造の製造方法であって、
    　第１比誘電率を有する樹脂を準備する工程と、
    　前記第１比誘電率より高い第２比誘電率を有する、平板状のセラミックを準備する工程と、
    　第１金型および第２金型を準備する工程と、
    　前記第１金型と前記第２金型との間において、前記第１金型および前記第２金型から離間した位置に前記セラミックを配置する工程と、
    　前記第１金型と前記第２金型との間に形成される空間に樹脂を注入することによって、第１樹脂層、セラミック層、第２樹脂層の３層構造を有する部材を形成する工程とを含み、
    　前記セラミック層の厚みは、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層の厚みよりも薄い、アンテナ用保護構造の製造方法。
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