WO2022034720A1 - 通信装置 - Google Patents

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WO2022034720A1
WO2022034720A1 PCT/JP2021/017898 JP2021017898W WO2022034720A1 WO 2022034720 A1 WO2022034720 A1 WO 2022034720A1 JP 2021017898 W JP2021017898 W JP 2021017898W WO 2022034720 A1 WO2022034720 A1 WO 2022034720A1
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WO
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dielectric substrate
communication device
radiating element
radiating
pressing member
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PCT/JP2021/017898
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和茂 佐藤
健吾 尾仲
弘嗣 森
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株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication device, and more specifically, to a technique for stabilizing antenna characteristics in a communication device equipped with a patch antenna.
  • Patent Document 1 discloses an impact-resistant structure for protecting a patch antenna arranged inside an electronic device such as a satellite radio-controlled clock from an impact caused by dropping or the like.
  • a gap is formed between the patch antenna and the holding member in which relief portions are formed at the side corners and the end corners of the patch antenna.
  • the relief portion prevents the holding member from colliding with the side corner portion and the end corner portion of the patch antenna.
  • the collision area when the surface portion of the holding member collides with the plane region of the patch antenna can be widened, and the stress applied to the patch antenna can be diffused. With these configurations, it is possible to prevent the patch antenna from being damaged.
  • a cover member that covers the antenna module is generally provided.
  • Such a cover member corresponds to a holding member for impact resistance as in JP-A-2017-40497 (Patent Document 1), a housing of an electronic device main body, or the like.
  • the antenna frequency changes due to the change in the dielectric constant in the radiation direction of the radio wave, which is desired. Antenna characteristics may not be realized.
  • the antenna frequency changes instead. As a result, the antenna characteristics may deteriorate and the impact resistance may deteriorate.
  • the present disclosure has been made to solve such a problem, and an object thereof is to keep the distance between the cover member and the radiating element constant while suppressing the deterioration of the antenna characteristics in the communication device. It is to be.
  • the communication device includes a dielectric substrate, a flat plate-shaped radiating element formed on the dielectric substrate, a cover member for covering the dielectric substrate, and a pressing member.
  • the pressing member is arranged in contact with the cover member and the dielectric substrate.
  • the radiating element is formed with a feeding point to which a high frequency signal from the feeding circuit is supplied. When viewed in a plan view from the normal direction of the dielectric substrate, the pressing member and the dielectric substrate are in contact with each other in a region on the center side of the radiating element with respect to the feeding point.
  • the pressing member and the dielectric substrate arranged between the cover member and the radiating element are in contact with each other in the region on the center side of the feeding point of the radiating element. Since the electric field strength of the central portion of the radiating element is weaker than that of the peripheral portion, even if the pressing member is in contact with the portion, the influence on the impedance of the radiating element is small. Therefore, it is possible to keep the distance between the cover member and the radiating element constant while suppressing the deterioration of the antenna characteristics.
  • FIG. It is a block diagram of the communication device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing and the plan view of the antenna module in the communication device of FIG. It is a figure for demonstrating the influence on the reflection loss by the arrangement of a rib. It is a figure which shows the example of the rib arrangement in an array antenna. It is a figure for demonstrating the gain in the example of FIG.
  • FIG. It is sectional drawing of the communication device of the modification 2.
  • FIG. It is sectional drawing of the communication device of the modification 3.
  • FIG. It is sectional drawing of the communication device of the modification 4.
  • FIG. It is sectional drawing of the communication device of the modification 5.
  • FIG. 1 is an example of a block diagram of the communication device 10 according to the present embodiment.
  • 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 base station, or the like.
  • An example of the frequency band of the radio wave used for the antenna module 100 according to the present embodiment is a radio wave in the millimeter wave band having a central frequency of 28 GHz, 39 GHz, 60 GHz, or the like, but radio waves in frequency bands other than the above are also available. Applicable.
  • the communication device 10 includes an antenna module 100 and a BBIC 200 constituting a baseband signal processing circuit.
  • the antenna module 100 includes an RFIC 110, which is an example of a 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. do.
  • FIG. 1 shows an example in which the antenna device 120 is formed by a plurality of radiating elements 121 arranged in a two-dimensional array, but the radiating elements 121 do not necessarily have to be a plurality of one. It may be the case that the antenna device 120 is formed by the radiating element 121. Further, it may be a one-dimensional array in which a plurality of radiating elements 121 are arranged in a row.
  • the radiating element 121 will be described by exemplifying a patch antenna having a substantially square flat plate shape, but the shape of the radiating element 121 is a circular shape, an elliptical shape, or another polygonal shape such as a hexagonal shape. May be.
  • 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 synthesizers / demultiplexers. It includes an 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 the four signal paths, and is fed to different radiation elements 121.
  • the directivity of the antenna device 120 can be adjusted by individually adjusting the phase shift degrees of the phase shifters 115A to 115D arranged in each signal path. Further, the attenuators 114A to 114D adjust the strength of the transmitted signal.
  • the received signal which is a high-frequency signal received by each radiating 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, for example, as an integrated circuit component of one chip including the above circuit configuration.
  • the equipment (switch, power amplifier, low noise amplifier, attenuator, phase shifter) corresponding to each radiating element 121 in the RFIC 110 may be formed as an integrated circuit component of one chip for each corresponding radiating element 121. ..
  • FIG. 2A and 2B are a cross-sectional view (FIG. 2A) and a plan view (FIG. 2B) of the antenna module 100 in the communication device 10 of FIG.
  • the antenna module 100 is housed in the housing 50.
  • the antenna module 100 includes a dielectric substrate 130, a ground electrode GND, and feeding wires 141 and 142 in addition to the radiating element 121 and the RFIC 110.
  • FIG. 2 an example of a configuration in which the antenna module 100 has two radiating elements 121 will be described, but the number of radiating elements 121 may be one or three or more. Further, the radiating element 121 may have one feeding point, and in that case, the feeding wiring is also one.
  • the thickness direction of the antenna module 100 is defined as the Z-axis direction, and the plane perpendicular to the Z-axis direction is defined by the X-axis and the Y-axis. Further, in each figure, 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 is, for example, a co-fired ceramics (LTCC) multilayer substrate, a multilayer resin substrate formed by laminating a plurality of resin layers made of resins such as epoxy and polyimide.
  • LCP liquid crystal polymer
  • It is a resin substrate, a multilayer resin substrate formed by laminating a plurality of resin layers composed of PET (Polyethylene Terephthalate) material, or a ceramic multilayer substrate other than LTCC.
  • 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 radiating element 121 is arranged on the upper surface 131 (the surface in the positive direction of the Z-axis).
  • the two radiating elements 121 are arranged adjacent to each other along the X-axis.
  • a ground electrode GND is arranged on the layer on the lower surface 132 side of the dielectric substrate 130 so as to face the radiating element 121.
  • the radiating element 121 may be exposed on the upper surface 131 of the dielectric substrate 130 as in the example of FIG. 2, or may be arranged near the upper surface 131 of the inner layer of the dielectric substrate 130.
  • RFIC 110 is mounted on the lower surface 132 of the dielectric substrate 130 via the solder bumps 150.
  • the RFIC 110 may be connected to the dielectric substrate 130 by using a multi-pole connector instead of the solder connection.
  • a high frequency signal is transmitted from the RFIC 110 to each radiating element 121 via the feeding wires 141 and 142.
  • the feeding wiring 141 is connected from the RFIC 110 to the feeding point SP1 from the lower surface side of the radiating element 121 through the ground electrode GND.
  • the feeding wiring 142 is connected from the RFIC 110 to the feeding point SP2 from the lower surface side of the radiating element 121 through the ground electrode GND.
  • the feeding point SP1 is formed at a position offset in the positive direction of the Y axis from the center of the radiating element 121.
  • radio waves having the Y-axis direction as the polarization direction are radiated from the radiating element 121.
  • the feeding point SP2 is formed at a position offset in the negative direction of the X axis from the center of the radiating element 121.
  • a radio wave having the X-axis direction as the polarization direction is radiated from the radiating element 121. That is, the antenna module 100 is a dual polarization type antenna module capable of radiating radio waves in two different polarization directions.
  • the antenna module 100 is arranged inside the housing 50 so that the distance GP between the dielectric substrate 130 and the housing 50 is a predetermined distance.
  • the housing 50 is formed with a pressing member (rib) 51 protruding from the inner surface of the housing 50.
  • the tip of the rib 51 is formed in a weight-like shape or a spherical shape.
  • the rib 51 is in contact with the tip of the rib 51 and the dielectric substrate 130 in the region RG1 near the center of the radiating element 121.
  • the region RG1 is a region in the center of the radiating element 121 with respect to the feeding points SP1 and SP2, and is shown by a broken line in the plan view of FIG. 2B.
  • the region RG1 may be a region inside a quadrangle having the feeding points SP1 and SP2 as vertices, and the distance from the center of the radiating element 121 to the feeding point is defined as a radius. It may be the area inside the circle. Further, the contact region between the rib 51 and the dielectric substrate 130 may slightly protrude from the region RG1.
  • the housing 50 of the communication device 10 can be deformed not a little by a force applied from the outside.
  • the distance GP between the housing 50 and the dielectric substrate 130 changes, and the dielectric constant in the radiation direction of the radio wave may change. Due to this change in the dielectric constant, the resonance frequency of the radiating element may change, and the desired antenna characteristics may not be realized.
  • the rib 51 formed in the housing 50 can suppress the fluctuation of the distance GP between the dielectric substrate 130 and the housing 50, so that the antenna characteristics are deteriorated. Can be prevented. Further, since the radiating element 121 is pressed by the rib 51, it is possible to suppress the peeling of the radiating element 121 from the dielectric substrate 130.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the influence of the arrangement of the rib 51 on the reflection loss of the antenna module.
  • the antenna module 100A upper stage of a one-dimensional array in which four radiating elements 121A to 121D are arranged in a row
  • the presence / absence of the rib 51 and the reflection loss due to the difference in the pressing position of the rib 51 are compared.
  • the sides of each substantially square radiating element 121 are arranged at an angle of 45 ° with respect to the X-axis and the Y-axis, and the two polarization directions are also inclined with respect to the X-axis and the Y-axis by 45 °.
  • FIG. 3 is an example of simulation results for the case where the target frequency band is the 39 GHz band.
  • the middle part of FIG. 3 shows a variation (comparative example) of the pressing position of the rib 51.
  • Comparative Example 1 is an example in which the rib 51 is not arranged.
  • Comparative Example 2 is an example in which the rib 51 is arranged so that the radiating element 121 is pressed in the region RG2 along the Y axis.
  • Comparative Example 3 is an example in which the rib 51 is arranged so that the radiating element 121 is pressed in the cross-shaped region RG3 passing through the center of the radiating element 121.
  • Comparative Example 4 is an example in which the rib 51 is arranged so that the region RG4 on the outer peripheral edge of the radiating element 121 is pressed.
  • the influence of the rib 51 on the antenna characteristics can be minimized by contacting the rib 51 with the radiating element 121 while avoiding the end portion of the radiating element 121 where the electric field strength becomes large.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the communication device 10X, which is a comparative example in which the rib 51 is not formed.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of a communication device 10A in which ribs 51 are formed so as to press the radiating elements 121A and 121D at both ends.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view of the communication device 10B in which the rib 51 is formed so as to press all of the four radiating elements 121A to 121D.
  • FIG. 5 is a diagram showing a peak gain when the normal direction (Z-axis direction, that is, 0 ° direction) of the radiating element 121 is set as the radiating direction.
  • the horizontal axis of FIG. 5 shows the angle from the Z-axis direction to the X-axis direction, and the vertical axis shows the peak gain.
  • the peak gain of the communication device 10B is shown by the solid line LN20
  • the peak gain of the communication device 10A is shown by the broken line LN21
  • the peak gain of the communication device 10X of the comparative example is shown by the alternate long and short dash line LN22.
  • FIG. 5 is also a simulation result for the case where the target frequency band is the 39 GHz band.
  • the peak gain in the radial direction is the largest in the communication device 10B (solid line LN20). Further, as the angle from the radiation direction increases, the peak gain of the communication device 10B becomes smaller than that of other communication devices. That is, it can be seen that by arranging the rib 51 corresponding to each radiating element 121, the "lens effect" in which energy is concentrated in the radiating direction is obtained.
  • the communication device 10A (broken line LN21) in which the ribs 51 are formed on the radiating elements 121A and 121D at both ends has intermediate characteristics between the communication device 10B and the communication device 10X of the comparative example. As described above, the larger the number of radiation electrodes on which the rib 51 is arranged, the greater the lens effect of the gain tends to be.
  • the communication device by arranging the ribs formed in the housing so as to be in contact with the dielectric substrate at the central portion of the radiating element where the electric field strength is weakened, the influence on the impedance is suppressed.
  • the deformation of the housing can be reduced. This makes it possible to keep the distance between the housing and the radiating element constant while suppressing the deterioration of the antenna characteristics.
  • the gain characteristics can be improved by arranging ribs for more radiating elements.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the communication device 10C of the first modification.
  • the dielectric substrate 130 in the antenna module 100 described with reference to FIG. 2 is replaced with the dielectric substrate 130C.
  • FIGS. 6 and 7 to 15 described later the description of the elements overlapping with FIG. 2 will not be repeated.
  • the RFIC 110, the ground electrode GND, and the feeding wires 141 and 142 are omitted.
  • the recess 135 is formed in the dielectric substrate 130C of the portion of the housing 50 facing the rib 51, and the radiating element 121 is formed at the bottom of the recess 135. Is placed.
  • the rib 51 formed in the housing 50 is in contact with the radiating element 121 inside the recess 135. Similar to FIG. 2, the rib 51 is in contact with the radiating element 121 in a region on the center side of the feeding point in the radiating element 121 (region RG1 in FIG. 2).
  • the portion of the dielectric substrate 130C around the recess 135 can be used as an area for arranging wiring, a filter, or the like, so that the degree of freedom in layout in the dielectric substrate is increased. be able to. Further, since the rib 51 of the housing 50 enters the recess 135, the positional deviation between the antenna module and the housing 50 can be suppressed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the communication device 10D of the modification 2.
  • the antenna module 100D shown in FIG. 7 has a configuration in which the dielectric substrate 130 in the communication device 10 described with reference to FIG. 2 is replaced with the dielectric substrate 130D.
  • the recess 136 is formed in the portion of the dielectric substrate 130D facing the rib 51 of the housing 50, and the radiating element 121 is provided at the bottom of the recess 136. Have been placed. As a result, the degree of freedom of layout in the dielectric substrate can be increased as in the modification example 1.
  • the surface facing the housing 50 is formed in a spherical shape centered on the center of the radiating element 121, and the radius of curvature of the spherical surface of the recess 136 is larger than the radius of curvature of the tip of the rib 51. .. With such a shape, the tip of the rib 51 can be easily located at the center of the recess 136, and the positioning of the rib 51 and the radiating element 121 can be further facilitated.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the communication device 10E of the modification 3.
  • the antenna module 100E shown in FIG. 8 has a configuration in which the dielectric substrate 130 in the communication device 10 described with reference to FIG. 2 is replaced with the dielectric substrate 130E.
  • the convex portion 137 is formed on the portion of the dielectric substrate 130E facing the rib 51 of the housing 50, and the radiation element is formed on the upper surface of the convex portion 137. 121 is arranged. The rib 51 formed in the housing 50 is in contact with the radiating element 121 on the convex portion 137.
  • the RFIC 110 may be mounted on the dielectric substrate 130E as shown in FIG. Since the RFIC 110 includes a power amplifier and a low noise amplifier, heat generation may occur during radio wave transmission operation and reception operation.
  • the distance between the housing 50 and the dielectric substrate 130E in the portion other than the convex portion 137 where the radiating element 121 is arranged is wider than that of the dielectric substrate 130 of FIG. Therefore, the cooling effect of the dielectric substrate 130E can be enhanced.
  • the amount of the dielectric in the dielectric substrate is smaller, so that the effective permittivity can be reduced. This makes it possible to expand the frequency bandwidth of the radiated radio waves.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the communication device 10F of the modified example 4.
  • the resin layer 160 is filled in the space portion between the dielectric substrate 130 and the housing 50 in the communication device 10 described with reference to FIG. 2, that is, around the rib 51. It is composed. With such a configuration, the variation in the distance between the housing 50 and the dielectric substrate 130 can be further reduced.
  • the resin layer 160 has the dielectric constant of the rib 51 and the dielectric substrate 130. It is preferable to use a material having a lower dielectric constant.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the communication device 10F1 of the modified example 5.
  • the communication device 10F of the above-mentioned modification 4 after the housing 50 is arranged on the dielectric substrate 130, the space portion between the dielectric substrate 130 and the housing 50 is filled with the resin layer 160. ..
  • the communication device 10F1 of the modified example 5 includes an intermediate layer 165 having an opening 166 formed in a portion corresponding to the radiating element 121, and the housing 50 is placed on the dielectric substrate 130 on which the intermediate layer 165 is formed. Is placed.
  • the intermediate layer 165 is a resist used, for example, as a protective film.
  • the opening 166 of the intermediate layer 165 is formed in a size corresponding to the outer shape of the rib 51 of the housing 50, and the rib 51 can be inserted into the opening 166.
  • the size of the opening 166 similar to that of the rib 51, the movement of the rib 51 in the opening 166 is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the positional deviation of the housing 50 arranged on the radiating element 121 in the XY plane.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the communication device 10G of the modification 6.
  • the rib 138 is formed on the antenna module 100G instead of the rib 51 of the housing 50.
  • the rib 138 is formed in a columnar shape, and is arranged in a region on the center side of the feeding point in the radiating element 121 when viewed in a plan view from the normal direction of the dielectric substrate 130G.
  • the rib 138 may be formed as a part of the dielectric substrate 130G, or may be formed by attaching a member different from the dielectric substrate 130G to the dielectric substrate 130G.
  • the ribs are formed in the central portion of the radiating element having a relatively weak electric field strength, so that the housing and the radiation are suppressed while suppressing the deterioration of the antenna characteristics.
  • the distance between the elements can be constant.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams showing a communication device 10H (modification example 7) and a communication device 10I (modification example 8) having antenna modules 100H and 100I in which four radiation elements 121A to 121D are arranged one-dimensionally, respectively. be.
  • ribs 51 are formed corresponding to the radiating elements 121A and 121D at both ends, and ribs 51 are not formed on the inner radiating elements 121B and 121C.
  • ribs 51 are formed corresponding to the inner radiating elements 121B and 121C, and ribs 51 are not formed on the radiating elements 121A and 121D at both ends.
  • the communication device 10H that supports the housing 50 at both ends is preferable because the deformation of the housing 50 can be made smaller than that of the communication device 10I.
  • the deformation of the housing 50 in the vicinity of the radiating elements 121A and 121D at both ends tends to be large.
  • the peak gain of the communication device 10I is improved as compared with that of the communication device 10H.
  • FIG. 14 is a diagram showing a communication device 10J (modification example 9) having an antenna module 100J in which five radiating elements 121A to 121E are arranged one-dimensionally.
  • ribs 51 are formed corresponding to the radiating elements 121A and 121E at both ends and the radiating elements 121C at the center, and the ribs 51 are not formed for the radiating elements 121B and 121D. In other words, the ribs 51 are formed every other one with respect to the radiating element.
  • every two ribs may be formed with respect to the radiating elements.
  • the number of ribs and the formation position can be determined in consideration of mechanical strength, gain characteristics, heat dissipation characteristics, and the like.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the communication device 10K of the modified example 10.
  • the antenna module 100K of the communication device 10K shown in FIG. 15 radiation elements 121 and 122 of different sizes are arranged adjacent to each other. That is, the antenna module 100K is a dual band type antenna module capable of radiating radio waves in different frequency bands.
  • the size of the radiating element 122 is larger than that of the radiating element 121. Therefore, the frequency band of the radio wave radiated from the radiating element 122 (second frequency band) is lower than the frequency band of the radio wave radiated from the radiating element 121 (first frequency band).
  • the rib 51 is formed with respect to the radiating element 121 on the high frequency side, and the rib 51 is not formed with respect to the radiating element 122 on the low frequency side.
  • the following relational expression (1) holds for the lens effect, where D is the spot diameter before the lens enters, d is the spot diameter after passing through the lens, f is the spot focal length, and ⁇ is the wavelength of the radio wave. It is known.
  • the "radiating element 121" and “radiating element 122" in the present embodiment correspond to the "first radiating element” and the “second radiating element” in the present disclosure, respectively.
  • 10,10A-10K, 10F1,10X communication device 50 housing, 51,138 ribs, 100,100A, 100C-100E, 100G-100K antenna module, 110 RFIC, 111A-111D, 113A-113D, 117 switch, 112AR ⁇ 112DR low noise amplifier, 112AT ⁇ 112DT power amplifier, 114A ⁇ 114D attenuator, 115A ⁇ 115D phase shifter, 116 signal synthesizer / demultiplexer, 118 mixer, 119 amplifier circuit, 120 antenna device, 121, 121A ⁇ 121E, 122 Radiating element, 130, 130C to 130E, 130G dielectric substrate, 135, 136 concave, 137 convex, 141, 142 power supply wiring, 150 solder bump, 160 resin layer, 165 intermediate layer, 166 opening, 200 BBIC, GND grounding electrode , SP1, SP2 feeding point.

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Abstract

通信装置（１０）は、誘電体基板（１３０）と、誘電体基板（１３０）に形成された平板状の放射素子（１２１）と、誘電体基板（１３０）を覆う筐体（５０）と、リブ（５１）とを備える。リブ（５１）は、筐体（５０）および誘電体基板（１３０）に接して配置されている。放射素子（１２１）には、ＲＦＩＣ（１１０）からの高周波信号が供給される給電点（ＳＰ１，ＳＰ２）が形成されている。誘電体基板（１３０）の法線方向から平面視した場合、リブ（５１）および誘電体基板（１３０）は、給電点（ＳＰ１，ＳＰ２）よりも放射素子（１３０）の中央側の領域（ＲＧ１）において接している。

Description

通信装置
　本開示は通信装置に関し、より特定的には、パッチアンテナを備えた通信装置においてアンテナ特性を安定化する技術に関する。
　特開２０１７－４０４９７号公報（特許文献１）には、衛星電波時計などの電子機器の内部に配置されるパッチアンテナを、落下等による衝撃から保護するための耐衝撃構造が開示されている。特開２０１７－４０４９７号公報（特許文献１）では、パッチアンテナと保持部材との間において、パッチアンテナの辺角部および端角部に逃げ部が形成された空隙が形成されている。電子機器に衝撃が加わって電子機器の内部でパッチアンテナが相対的に移動した場合に、逃げ部によって、パッチアンテナの辺角部および端角部に保持部材が衝突することが回避される。また、保持部材の面部に緩やかな凸部形状を設けることによって、保持部材の面部がパッチアンテナの平面領域に衝突した場合の衝突面積を広くし、パッチアンテナに加わる応力を拡散することができる。これらの構成によって、パッチアンテナの破損を防止することができる。
特開２０１７－４０４９７号公報
　通信機能を有する電子機器においては、アンテナモジュールを覆うカバー部材が一般的に設けられる。このようなカバー部材には、特開２０１７－４０４９７号公報（特許文献１）のような耐衝撃用の保持部材、あるいは、電子機器本体の筐体などが対応する。
　アンテナモジュールにおける放射素子の放射面とカバー部材との間に広く空間が形成されると、カバー部材が変形した場合に、電波の放射方向の誘電率が変化することによってアンテナ周波数が変化し、所望のアンテナ特性が実現できない可能性がある。
　そのため、カバー部材と放射素子との間に部材を配置してカバー部材と放射素子との間隔を一定とすることが望ましいが、放射素子を広く覆うように部材を配置すると、かえってアンテナ周波数が変化してアンテナ特性が低下したり、耐衝撃性が低下したりするおそれがある。
　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、通信装置において、アンテナ特性の低下を抑制しつつ、カバー部材と放射素子との間の距離を一定にすることである。
　本開示に係る通信装置は、誘電体基板と、誘電体基板に形成された平板状の放射素子と、誘電体基板を覆うカバー部材と、押圧部材とを備える。押圧部材は、カバー部材および誘電体基板に接して配置されている。放射素子には、給電回路からの高周波信号が供給される給電点が形成されている。誘電体基板の法線方向から平面視した場合、押圧部材および誘電体基板は、給電点よりも放射素子の中央側の領域において、接している。
　本開示に係る通信装置によれば、カバー部材と放射素子との間に配置される押圧部材および誘電体基板が、放射素子の給電点よりも中央側の領域において接している。放射素子の中央部分は周囲部分に比べて電界強度が弱いため、当該部分に押圧部材が接触していても放射素子のインピーダンスへの影響は少ない。そのため、アンテナ特性の低下を抑制しつつ、カバー部材と放射素子との間の距離を一定にすることができる。
実施の形態１に係る通信装置のブロック図である。 図１の通信装置におけるアンテナモジュールの断面図および平面図である。 リブの配置による反射損失への影響を説明するための図である。 アレイアンテナにおけるリブ配置の例を示す図である。 図４の例におけるゲインを説明するための図である。 変形例１の通信装置の断面図である。 変形例２の通信装置の断面図である。 変形例３の通信装置の断面図である。 変形例４の通信装置の断面図である。 変形例５の通信装置の断面図である。 変形例６の通信装置の断面図である。 変形例７の通信装置の断面図である。 変形例８の通信装置の断面図である。 変形例９の通信装置の断面図である。 変形例１０の通信装置の断面図である。
　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。
　［通信装置の基本構成］
　図１は、本実施の形態に係る通信装置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、または基地局などである。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を構成する複数の放射素子１２１のうち、４つの放射素子１２１に対応する構成のみ示され、同様の構成を有する他の放射素子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放射素子１２１で形成される例を示しているが、放射素子１２１は必ずしも複数である必要はなく、１つの放射素子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、複数の放射素子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、放射素子１２１は、略正方形の平板状を有するパッチアンテナを例として説明するが、放射素子１２１の形状は円形、楕円形、あるいは、六角形のような他の多角形であってもよい。
　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、それぞれ異なる放射素子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。また、減衰器１１４Ａ～１１４Ｄは送信信号の強度を調整する。
　各放射素子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における各放射素子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、対応する放射素子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］
　図２は、図１の通信装置１０におけるアンテナモジュール１００の断面図（図２（Ａ））および平面図（図２（Ｂ））である。図２を参照して、通信装置１０においては、アンテナモジュール１００が筐体５０内に収容されている。
　アンテナモジュール１００は、放射素子１２１およびＲＦＩＣ１１０に加えて、誘電体基板１３０と、接地電極ＧＮＤと、給電配線１４１，１４２とを備える。なお、図２においては、アンテナモジュール１００が２つの放射素子１２１を有する構成の例について説明するが、放射素子１２１は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、放射素子１２１の給電点は１つであってもよく、その場合には給電配線も１つとなる。以降の説明において、アンテナモジュール１００の厚さ方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面をＸ軸およびＹ軸で規定する。また、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、ＰＥＴ（Polyethylene　Terephthalate）材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）に放射素子１２１が配置される。図２においては、２つの放射素子１２１はＸ軸に沿って隣接して配置される。また、誘電体基板１３０の下面１３２側の層に、放射素子１２１に対向して接地電極ＧＮＤが配置される。放射素子１２１は、図２の例のように誘電体基板１３０の上面１３１に露出する態様であってもよいし、誘電体基板１３０の内層の上面１３１付近に配置されてもよい。
　誘電体基板１３０の下面１３２には、はんだバンプ１５０を介してＲＦＩＣ１１０が実装されている。なお、ＲＦＩＣ１１０は、はんだ接続に代えて、多極コネクタを用いて誘電体基板１３０に接続されてもよい。
　各放射素子１２１には、給電配線１４１，１４２を介してＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１４１は、ＲＦＩＣ１１０から、接地電極ＧＮＤを貫通して、放射素子１２１の下面側から給電点ＳＰ１に接続される。また、給電配線１４２は、ＲＦＩＣ１１０から、接地電極ＧＮＤを貫通して、放射素子１２１の下面側から給電点ＳＰ２に接続される。
　各放射素子１２１において、給電点ＳＰ１は、放射素子１２１の中心からＹ軸の正方向にオフセットした位置に形成される。給電点ＳＰ１に高周波信号が供給されることによって、放射素子１２１からＹ軸方向を偏波方向とする電波が放射される。また、給電点ＳＰ２は、放射素子１２１の中心からＸ軸の負方向にオフセットした位置に形成される。給電点ＳＰ２に高周波信号が供給されることによって、放射素子１２１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、２つの異なる偏波方向に電波を放射することが可能なデュアル偏波タイプのアンテナモジュールである。
　アンテナモジュール１００は、筐体５０の内部において、誘電体基板１３０と筐体５０との間の距離ＧＰが所定距離になるように配置される。筐体５０には、筐体５０の内面から突出した押圧部材（リブ）５１が形成されている。リブ５１は、その先端部分が錘状あるいは球面状に形成されている。誘電体基板１３０の法線方向から平面視した場合に、リブ５１は、放射素子１２１の中央付近の領域ＲＧ１において、リブ５１の先端と誘電体基板１３０とが接している。領域ＲＧ１は、給電点ＳＰ１，ＳＰ２よりも放射素子１２１の中央の領域であり、図２（Ｂ）の平面図において破線部で示されている。なお、領域ＲＧ１は、図２（Ｂ）のように、給電点ＳＰ１，ＳＰ２を頂点とする四角形の内部の領域であってもよいし、放射素子１２１の中心から給電点までの距離を半径とする円の内部の領域であってもよい。また、リブ５１と誘電体基板１３０との接触領域は、領域ＲＧ１から若干はみ出していてもよい。
　通信装置１０の筐体５０は、外部から加わる力によって少なからず変形し得る。筐体５０が変形すると、筐体５０と誘電体基板１３０との間の距離ＧＰが変化し、電波の放射方向の誘電率が変化し得る。この誘電率の変化によって放射素子の共振周波数が変化し、所望のアンテナ特性が実現できない場合が生じ得る。
　本実施の構成における通信装置１０においては、筐体５０に形成されたリブ５１によって、誘電体基板１３０と筐体５０との間の距離ＧＰの変動を抑制することができるので、アンテナ特性の低下を防止することができる。また、リブ５１によって放射素子１２１が押圧されるため、誘電体基板１３０からの放射素子１２１の剥離を抑制することもできる。
　図３は、リブ５１の配置によるアンテナモジュールの反射損失への影響を説明するための図である。図３においては、４つの放射素子１２１Ａ～１２１Ｄが一列に配置された一次元アレイのアンテナモジュール１００Ａ（上段）について、リブ５１の有無、および、リブ５１の押圧位置の違いによる反射損失を比較している（下段）。アンテナモジュール１００Ａにおいては、略正方形の各放射素子１２１の辺がＸ軸およびＹ軸に対して４５°傾けて配置されており、２つの偏波方向もＸ軸およびＹ軸に対して４５°傾いている。なお、図３は、対象とする周波数帯域が３９ＧＨｚ帯の場合についてのシミュレーション結果の例である。
　図３の中段には、リブ５１の押圧位置のバリエーション（比較例）が示されている。比較例１は、リブ５１が配置されない場合の例である。比較例２は、Ｙ軸に沿った領域ＲＧ２で放射素子１２１が押圧されるようにリブ５１が配置された場合の例である。比較例３は、放射素子１２１の中心を通る十字形状の領域ＲＧ３で放射素子１２１が押圧されるようにリブ５１が配置された場合の例である。比較例４は、放射素子１２１の外周縁の領域ＲＧ４が押圧されるようにリブ５１が配置された場合の例である。
　図３の下段の反射損失を示すグラフにおいては、本実施の形態の場合が実線ＬＮ１０で示されており、比較例１の場合が破線ＬＮ１１で示されている。また、比較例２～４は、それぞれ一点鎖線ＬＮ１２、二点鎖線ＬＮ１３および一点鎖線ＬＮ１４で示されている。なお、図３においては、リブが設けられない比較例１を基準として、本実施の形態および他の比較例２～４における反射損失の極小値の周波数の変化について比較する。
　図３を参照して、リブが配置されない比較例１の場合には、共振周波数ｆ１，ｆ２において反射損失の極小値が発生しており、本実施の形態の場合においてもほぼ同じ周波数で極小値が発生している。一方、比較例２～４の場合には、共振周波数ｆ１，ｆ２に対応する極小値が、いずれも低周波数側にシフトしている。これは、放射素子１２１の電界強度の影響を受けてインピーダンスが変化し、その結果として共振周波数がシフトしたことを意味する。
　本実施の形態のように、電界強度が大きくなる放射素子１２１の端部を避けてリブ５１と放射素子１２１とを接することによって、リブ５１によるアンテナ特性への影響を最小化することができる。
　次に図４および図５を用いて、図３で示した４つの放射素子１２１Ａ～１２１Ｄを有するアンテナモジュール１００Ａ含む通信装置において、放射素子１２１を押圧するリブ５１の数を変更した場合の指向性への影響について説明する。
　図４（Ａ）は、リブ５１が形成されない比較例である通信装置１０Ｘの場合の断面図である。図４（Ｂ）は、両端の放射素子１２１Ａ，１２１Ｄを押圧するようにリブ５１が形成された通信装置１０Ａの断面図である。また、図４（Ｃ）は、４つの放射素子１２１Ａ～１２１Ｄのすべてを押圧するようにリブ５１が形成された通信装置１０Ｂの断面図である。
　図５は、放射素子１２１の法線方向（Ｚ軸方向、すなわち０°方向）を放射方向とした場合の、ピークゲインを示す図である。図５の横軸には、Ｚ軸方向からＸ軸方向への角度が示されており、縦軸にはピークゲインが示されている。図５においては、通信装置１０Ｂのピークゲインが実線ＬＮ２０で示され、通信装置１０Ａのピークゲインが破線ＬＮ２１で示され、比較例の通信装置１０Ｘのピークゲインが一点鎖線ＬＮ２２で示されている。なお、図５においても、対象とする周波数帯域が３９ＧＨｚ帯の場合についてのシミュレーション結果である。
　図５を参照して、図４に示した３つの通信装置においては、通信装置１０Ｂ（実線ＬＮ２０）において、放射方向のピークゲインが最も大きくなっている。また、放射方向からの角度が大きくなるにつれて、通信装置１０Ｂのピークゲインが他の通信装置に比べて小さくなっている。すなわち、各放射素子１２１に対応してリブ５１を配置することによって、放射方向にエネルギが集中する「レンズ効果」が得られていることがわかる。
　両端の放射素子１２１Ａ，１２１Ｄにリブ５１が形成された通信装置１０Ａ（破線ＬＮ２１）については、通信装置１０Ｂと比較例の通信装置１０Ｘとの中間的な特性となっている。このように、リブ５１が配置される放射電極の数が多いほど、ゲインのレンズ効果が大きくなる傾向がある。
　以上のように、通信装置において、筐体に形成されるリブを、電界強度が弱くなる放射素子の中央部分において誘電体基板と接するように配置することによって、インピーダンスへの影響を抑制しつつ、筐体の変形を小さくすることができる。これによって、アンテナ特性の低下を抑制しつつ、筐体と放射素子との間の距離を一定にすることができる。
　また、複数の放射素子をアレイ状に配置したアレイアンテナにおいては、より多くの放射素子に対してリブを配置することによって、ゲイン特性を改善することができる。
　なお、上記の説明においては、通信装置本体の筐体とアンテナモジュールとの間にリブを配置する構成について説明したが、アンテナモジュールが筐体内部において、ケースあるいは保護用のカバーに覆われる場合には、当該ケースあるいはカバーとアンテナモジュールとの間にリブが配置されてもよい。なお、上記の「筐体」，「ケース」，「カバー」は、本開示における「カバー部材」に対応する。
　［変形例］
　以降の説明においては、放射素子が形成される誘電体基板の形状、および、リブの配置についての変形例について説明する。
　（変形例１）
　図６は、変形例１の通信装置１０Ｃの断面図である。図６に記載されたアンテナモジュール１００Ｃにおいては、図２で説明したアンテナモジュール１００における誘電体基板１３０が誘電体基板１３０Ｃに置き換わった構成となっている。図６および後述する図７～図１５において、図２と重複する要素の説明は繰り返さない。また、図６～図１５においては、ＲＦＩＣ１１０、接地電極ＧＮＤおよび給電配線１４１，１４２については省略されている。
　図６を参照して、変形例１のアンテナモジュール１００Ｃにおいては、筐体５０のリブ５１に対向する部分の誘電体基板１３０Ｃに凹部１３５が形成されており、当該凹部１３５の底部に放射素子１２１が配置されている。そして、筐体５０に形成されたリブ５１が、凹部１３５の内部において放射素子１２１に接している。図２と同様に、リブ５１は、放射素子１２１における給電点よりも中央側の領域（図２の領域ＲＧ１）において放射素子１２１と接している。
　このような構成とすることによって、凹部１３５の周囲の誘電体基板１３０Ｃの部分を、配線あるいはフィルタ等を配置するための領域として用いることができるため、誘電体基板内におけるレイアウトの自由度を高めることができる。また、筐体５０のリブ５１が凹部１３５に入り込むため、アンテナモジュールと筐体５０との位置ずれを抑制することができる。
　（変形例２）
　図７は、変形例２の通信装置１０Ｄの断面図である。図７に記載されたアンテナモジュール１００Ｄにおいては、図２で説明した通信装置１０における誘電体基板１３０が誘電体基板１３０Ｄに置き換わった構成となっている。
　図７を参照して、変形例２のアンテナモジュール１００Ｄは、筐体５０のリブ５１に対向する誘電体基板１３０Ｄの部分に凹部１３６が形成されており、当該凹部１３６の底部に放射素子１２１が配置されている。これにより、変形例１と同様に、誘電体基板内におけるレイアウトの自由度を高めることができる。
　また、凹部１３６においては、筐体５０に対向する面が放射素子１２１の中心を中心とする球面状に形成されており、凹部１３６の球面の曲率半径はリブ５１の先端の曲率半径よりも大きい。このような形状とすることによって、リブ５１の先端が凹部１３６の中央部に位置しやすくなり、リブ５１と放射素子１２１との位置決めをさらに容易にすることができる。
　（変形例３）
　図８は、変形例３の通信装置１０Ｅの断面図である。図８記載されたアンテナモジュール１００Ｅにおいては、図２で説明した通信装置１０における誘電体基板１３０が誘電体基板１３０Ｅに置き換わった構成となっている。
　図８を参照して、変形例３のアンテナモジュール１００Ｅは、筐体５０のリブ５１に対向する誘電体基板１３０Ｅの部分に凸部１３７が形成されており、当該凸部１３７の上面に放射素子１２１が配置されている。そして、筐体５０に形成されたリブ５１が、凸部１３７上の放射素子１２１に接している。
　図８においては省略されているが、誘電体基板１３０Ｅには、図２のようにＲＦＩＣ１１０が実装される場合がある。ＲＦＩＣ１１０には、パワーアンプおよびローノイズアンプが含まれているため、電波の送信動作および受信動作の際に発熱が生じ得る。変形例３の通信装置１０Ｅにおいては、放射素子１２１が配置されている凸部１３７以外の部分の筐体５０と誘電体基板１３０Ｅとの間隔が、図２の誘電体基板１３０と比べて広くなるので、誘電体基板１３０Ｅの冷却効果を高めることができる。
　また、図２の誘電体基板１３０と比べると、誘電体基板における誘電体の量が少なくなっているため実効誘電率を小さくすることができる。これにより、放射される電波の周波数帯域幅を拡大することができる。
　（変形例４）
　図９は、変形例４の通信装置１０Ｆの断面図である。図９に記載された通信装置１０Ｆにおいては、図２で説明した通信装置１０における誘電体基板１３０と筐体５０との間の空間部分、すなわちリブ５１の周囲に、樹脂層１６０が充填された構成となっている。このような構成とすることによって、筐体５０と誘電体基板１３０との間の距離の変動をさらに低減することができる。
　なお、図３で示したように、放射素子１２１の端部を誘電体で支持した場合、アンテナ特性への影響が生じ易くなるため、樹脂層１６０は、リブ５１および誘電体基板１３０の誘電率よりも低い誘電率を有する材料を用いることが好ましい。
　（変形例５）
　図１０は、変形例５の通信装置１０Ｆ１の断面図である。上述の変形例４の通信装置１０Ｆにおいては、誘電体基板１３０に筐体５０を配置した後に、誘電体基板１３０と筐体５０との間の空間部分に樹脂層１６０を充填する構成であった。一方、変形例５の通信装置１０Ｆ１は、放射素子１２１に対応した部分に開口１６６が形成された中間層１６５を備えており、中間層１６５が形成された誘電体基板１３０上に、筐体５０が配置される。中間層１６５は、たとえば保護膜として用いられるレジストである。
　中間層１６５の開口１６６は、筐体５０のリブ５１の外形に対応した大きさに形成されており、開口１６６内にリブ５１が入り込むことができるようになっている。開口１６６の大きさを、リブ５１と同程度の大きさとすることによって、開口１６６内におけるリブ５１の移動が抑制される。したがって、放射素子１２１上に配置された筐体５０のＸＹ平面内における位置ずれを抑制することができる。
　（変形例６）
　図１１は、変形例６の通信装置１０Ｇの断面図である。図１１に記載された通信装置１０Ｇにおいては、筐体５０のリブ５１に代えて、アンテナモジュール１００Ｇにリブ１３８が形成された構成となっている。
　リブ１３８は柱状に形成されており、誘電体基板１３０Ｇの法線方向から平面視した場合に、放射素子１２１における給電点よりも中央側の領域に配置されている。なお、リブ１３８は、誘電体基板１３０Ｇの一部として形成されてもよいし、誘電体基板１３０Ｇとは別の部材を誘電体基板１３０Ｇに取り付けることによって形成されてもよい。
　このように、誘電体基板側にリブが形成される構成においても、電界強度が比較的弱い放射素子の中央部分にリブが形成されるため、アンテナ特性の低下を抑制しつつ、筐体と放射素子との間の距離を一定にすることができる。
　（変形例７～９）
　変形例７～９については、４つ以上の放射素子が形成されるアンテナモジュールにおいて、一部の放射素子に対してリブが形成される場合のリブ配置のバリエーションについて説明する。
　図１２および図１３は、４つの放射素子１２１Ａ～１２１Ｄが一次元に配置されたアンテナモジュール１００Ｈ，１００Ｉをそれぞれ有する通信装置１０Ｈ（変形例７）および通信装置１０Ｉ（変形例８）を示す図である。
　図１２の通信装置１０Ｈにおいては、両端の放射素子１２１Ａ，１２１Ｄに対応してリブ５１が形成されており、内側の放射素子１２１Ｂ，１２１Ｃについてはリブ５１が形成されていない。一方、図１３の通信装置１０Ｉにおいては、内側の放射素子１２１Ｂ，１２１Ｃに対応してリブ５１が形成されており、両端の放射素子１２１Ａ，１２１Ｄについてはリブ５１が形成されていない。
　筐体５０の機械的な強度に着目した場合には、筐体５０を両端で支持する通信装置１０Ｈの方が、通信装置１０Ｉよりも筐体５０の変形を小さくできるので好ましい。通信装置１０Ｉにおいては、両端の放射素子１２１Ａ，１２１Ｄの付近の筐体５０の変形が大きくなりやすい。
　一方で、図５で説明したように、リブ５１を形成することによって、レンズ効果によってピークゲインが向上する。そのため、ゲイン特性に着目した場合には、通信装置１０Ｉのように、アレイアンテナの中央部に近い放射素子１２１Ｂ，１２１Ｃにリブ５１を形成するとレンズ効果がより顕著になる。そのため、通信装置１０Ｉの方が通信装置１０Ｈよりもピークゲインが向上する。
　図１４は、５つの放射素子１２１Ａ～１２１Ｅが一次元に配置されたアンテナモジュール１００Ｊを有する通信装置１０Ｊ（変形例９）を示す図である。通信装置１０Ｊにおいては、両端の放射素子１２１Ａ，１２１Ｅおよび中央の放射素子１２１Ｃに対応してリブ５１が形成されており、放射素子１２１Ｂ，１２１Ｄについてはリブ５１が形成されていない。言い換えると、リブ５１は、放射素子に対して１つおきに形成されている。
　このような構成とすることによって、筐体の機械的な強度を保持しつつ、中央付近のゲイン特性についても向上させることができる。また、アンテナモジュールと筐体との間の空間も確保できるので放熱効果も期待できる。
　なお、より多くの放射素子がアンテナモジュールに配置される場合には、たとえば、放射素子に対して２つおきにリブを形成してもよい。ただし、アレイアンテナ全体から放射される電波の対称性を確保するために、放射素子に対してリブを対称に配置することが好ましい。
　以上のように、複数の放射素子がアレイ状に配列されたアンテナモジュールにおいては、機械的な強度、ゲイン特性および放熱特性などを考慮して、リブの数および形成位置を定めることができる。
　（変形例１０）
　図１５は、変形例１０の通信装置１０Ｋの断面図である。図１５に記載された通信装置１０Ｋのアンテナモジュール１００Ｋにおいては、異なるサイズの放射素子１２１，１２２が隣接して配置されている。すなわち、アンテナモジュール１００Ｋは、異なる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モジュールである。
　放射素子１２２のサイズは、放射素子１２１よりも大きい。そのため、放射素子１２２から放射される電波の周波数帯域（第２周波数帯域）は、放射素子１２１から放射される電波の周波数帯域（第１周波数帯域）よりも低い。
　そして、通信装置１０Ｋにおいては、高周波数側の放射素子１２１に対してリブ５１が形成されており、低周波数側の放射素子１２２についてはリブ５１が形成されていない。一般的に、レンズ効果は、レンズ進入前のスポット径をＤ、レンズ通過後のスポット径をｄ、スポット焦点距離をｆ、電波の波長をλとすると、以下の関係式（１）が成立することが知られている。
　　ｄ＝４・ｆ・λ／（π・Ｄ）　　…　（１）
　すなわち、電波の波長が短いほど、通過後のスポット径ｄが小さくなるため、レンズ効果が顕著になる。そのため、アンテナモジュール１００Ｋのようなデュアルバンドタイプのアンテナモジュールにおいて、放熱特性のためにリブ５１を間引いて形成する必要がある場合には、相対的に高周波数側の放射素子に対してリブ５１を形成することによって、ゲイン特性の低下を抑制しながら放熱特性を向上させることが可能となる。
　本実施の形態における「放射素子１２１」および「放射素子１２２」は、本開示おける「第１放射素子」および「第２放射素子」にそれぞれ対応する。
　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。
　１０，１０Ａ～１０Ｋ，１０Ｆ１，１０Ｘ　通信装置、５０　筐体、５１，１３８　リブ、１００，１００Ａ，１００Ｃ～１００Ｅ，１００Ｇ～１００Ｋ　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、１２１，１２１Ａ～１２１Ｅ，１２２　放射素子、１３０，１３０Ｃ～１３０Ｅ，１３０Ｇ　誘電体基板、１３５，１３６　凹部、１３７　凸部、１４１，１４２　給電配線、１５０　はんだバンプ、１６０　樹脂層、１６５　中間層、１６６　開口、２００　ＢＢＩＣ、ＧＮＤ　接地電極、ＳＰ１，ＳＰ２　給電点。

Claims (11)

  1. 　誘電体基板と、
    　前記誘電体基板に形成された平板状の第１放射素子と、
    　前記誘電体基板を覆うカバー部材と、
    　前記カバー部材および前記誘電体基板に接して配置された押圧部材とを備え、
    　前記第１放射素子には、給電回路からの高周波信号が供給される給電点が形成されており、
    　前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合、前記押圧部材および前記誘電体基板は、前記給電点よりも前記第１放射素子の中央側の領域において接している、通信装置。
  2. 　前記押圧部材は、前記カバー部材の一部として形成されている、請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記誘電体基板の前記カバー部材に対向する面には凹部が形成されており、
    　前記第１放射素子は、前記凹部の底部に配置されている、請求項１または２に記載の通信装置。
  4. 　前記誘電体基板の前記カバー部材に対向する面には凸部が形成されており、
    　前記第１放射素子は、前記凸部の上面または上面付近に配置されている、請求項１または２に記載の通信装置。
  5. 　前記押圧部材は、前記誘電体基板の一部として形成されている、請求項１に記載の通信装置。
  6. 　前記カバー部材と前記誘電体基板との間において、前記押圧部材の周囲に充填された樹脂層をさらに備え、
    　前記樹脂層の誘電率は、前記誘電体基板の誘電率および前記押圧部材の誘電率よりも低い、請求項１～５のいずれか１項に記載の通信装置。
  7. 　前記誘電体基板において前記第１放射素子に隣接して配置された平板状の第２放射素子をさらに備え、
    　前記第１放射素子からは、第１周波数帯域の電波が放射され、
    　前記第２放射素子からは、前記第１周波数帯域よりも低い第２周波数帯域の電波が放射され、
    　前記押圧部材は、前記第１放射素子に対応して配置され、前記第２放射素子に対応しては配置されていない、請求項１～６のいずれか１項に記載の通信装置。
  8. 　前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合、前記押圧部材および前記誘電体基板は、前記領域においてのみ接している、請求項１～７のいずれか１項に記載の通信装置。
  9. 　誘電体基板と、
    　前記誘電体基板に一列に配列された平板状の複数の放射素子と、
    　前記誘電体基板を覆うカバー部材と、
    　前記カバー部材および前記誘電体基板に接して配置された押圧部材とを備え、
    　前記複数の放射素子の各々には、給電回路からの高周波信号が供給される給電点が形成されており、
    　前記押圧部材は、前記複数の放射素子のうち少なくとも一部の放射素子に対応して配置されており、
    　前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合、前記押圧部材は、対応する放射素子の各々において、前記給電点よりも中央側の領域で当該放射素子に接している、通信装置。
  10. 　前記押圧部材は、前記複数の放射素子における両端に配置された放射素子に対応して配置される、請求項９に記載の通信装置。
  11. 　前記複数の放射素子の数は３以上であり、
    　前記押圧部材は、前記複数の放射素子における中央部に配置された放射素子に対応して配置される、請求項９または１０に記載の通信装置。
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