WO2022113884A1 - アンテナ構造体 - Google Patents

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antenna
grounding
substrate
antenna structure
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敬三 櫻井
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京セラ株式会社
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    • H01Q9/0464—Annular ring patch

Definitions

  • the present invention relates to an antenna structure.
  • an antenna structure as described in Patent Document 1 has been adopted for transmitting and receiving electric signals.
  • Such an antenna structure has, for example, a structure in which an electric filter substrate is laminated on the upper surface of a control board (RF control board) and an antenna substrate is laminated on the upper surface of the electric filter substrate.
  • the antenna substrate and the control substrate are connected via an electric filter substrate. Therefore, the wiring becomes long and the transmission loss becomes large. Further, since such an antenna structure has a laminated structure, the antenna substrate, the electric filter substrate, and the control substrate cannot be reused when a connection failure occurs. As a result, the yield is low. In order to avoid such defects, relatively expensive low-dielectric materials and low-loss materials are used, which leads to an increase in cost.
  • the antenna substrate, the electric filter substrate, and the control substrate have substantially the same size. Since such an antenna structure has a laminated structure, it is not possible to apply each member in an arbitrary size according to the arrangement location. As a result, it is difficult to reduce the size of the antenna structure.
  • the antenna structure according to the present disclosure includes an antenna substrate having a first surface and a second surface located opposite to the first surface, a transmissive filter located on the first surface, and a control board located on the second surface.
  • the first annular pattern is located on the surface facing the first surface
  • the second annular pattern is located on the opposite surface to the facing surface
  • the first annular pattern and the second annular pattern are viewed through a plane. It is located on top of each other.
  • the number of control boards is the same as that of the first annular pattern, and they are positioned so as to overlap the first annular pattern in plan perspective.
  • FIG. 1 It is explanatory drawing which shows the antenna structure which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is explanatory drawing for demonstrating the antenna substrate included in the antenna structure shown in FIG. 1, (A) is the top view which shows one Embodiment of the insulating substrate, (B) is the 1st grounding conductor layer. It is a top view which shows one Embodiment, (C) is the top view which shows one Embodiment of the insulating layer located on the uppermost surface, (D) is the top view which shows one Embodiment of the 2nd grounding conductor layer. Is. (A) is a top view showing an embodiment of a transmissive filter included in the antenna structure shown in FIG.
  • (B) is an embodiment of a transmissive filter included in the antenna structure shown in FIG. It is a bottom view which shows.
  • (A) is a top view showing one embodiment of the electromagnetic wave induction layer included in the antenna structure shown in FIG. 1
  • (B) is an embodiment of the electromagnetic wave induction layer included in the antenna structure shown in FIG. It is a bottom view which shows.
  • (A) is a top view showing another embodiment of the transmissive filter included in the antenna structure shown in FIG. 1
  • (B) is another embodiment of the transmissive filter included in the antenna structure shown in FIG. It is a bottom view which shows the form.
  • the conventional antenna structure has a structure in which an electric filter substrate is laminated on the upper surface of a control board (RF control board) and an antenna substrate is laminated on the upper surface of the electric filter board. Therefore, as described above, the yield may be low, the cost may be increased, or each member may not be applied in an arbitrary size according to the placement location. Therefore, there is a demand for an antenna structure that has low transmission loss, high yield, low cost, and can be applied to any size of each member according to the arrangement location.
  • the transmissive filter is located on the first surface of the antenna substrate, and at least one control substrate is located on the second surface of the antenna substrate.
  • the antenna structure according to the present disclosure does not have an integrated laminated body of an antenna substrate, a control substrate, and a transmissive filter, but has a structure in which individual members are bonded to each other. Therefore, according to the present disclosure, it is provided an antenna structure which has a small transmission loss, a high yield, a low cost, and can be applied with an arbitrary size according to an arrangement place of each member. Can be done.
  • the antenna structure 1 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the antenna structure 1 according to the embodiment includes an antenna substrate 2, a transmissive filter 3, an electromagnetic wave induction layer 4, and a control substrate 5.
  • the antenna substrate 2 has a second antenna conductor 212, an insulating layer (second insulating layer) 22b, a first grounding conductor layer 23a, an insulating layer (first insulating layer) 22a, and a first antenna conductor on the upper surface of the insulating substrate 21.
  • 22a2 is laminated in this order, and has a structure in which the second grounding conductor layer 23b is laminated on the lower surface of the insulating substrate 21.
  • the antenna substrate 2 includes a grounding / power supply through-hole conductor 24a penetrating the upper and lower surfaces of the antenna substrate 2, a first through-hole conductor 24b for electrically connecting the first antenna conductor 22a2 and the control substrate 5, and a first through-hole conductor 24b.
  • the grounding / power supply through-hole conductor 24a, the first through-hole conductor 24b, and the second through-hole conductor 24c are made of a metal such as copper.
  • FIG. 2A is a top view showing an embodiment of the insulating substrate 21 included in the antenna substrate 2.
  • the insulating substrate 21 is not particularly limited as long as it is made of a material having an insulating property.
  • the insulating material include resins such as epoxy resin, bismaleimide-triazine resin, polyimide resin, and polyphenylene ether resin. Two or more kinds of these resins may be mixed and used.
  • the insulating substrate 21 may contain a reinforcing material.
  • the reinforcing material include insulating cloth materials such as glass fiber, glass non-woven fabric, aramid non-woven fabric, aramid fiber, and polyester fiber. Two or more kinds of reinforcing materials may be used in combination.
  • the insulating substrate 21 may be dispersed with an inorganic insulating filler such as silica, barium sulfate, talc, clay, glass, calcium carbonate, and titanium oxide.
  • the second antenna conductor 212 and the pad 211 are located on the peripheral edge of the insulating substrate 21 so as to surround the second antenna conductor 212.
  • the second antenna conductor 212 and the pad 211 are not limited as long as they are made of a conductive material (conductor). Examples of the conductive material include metals such as copper.
  • the second antenna conductor 212 and the pad 211 are formed of a metal foil such as copper foil or metal plating such as copper plating.
  • the second antenna conductor 212 has, for example, a vertical single character shape, and is provided for receiving and transmitting electromagnetic waves.
  • the insulating layer 22b is located so as to cover the upper surface of the insulating substrate 21, the second antenna conductor 212, and the pad 211.
  • the insulating layer 22b is a material having the above-mentioned insulating properties, and may contain the above-mentioned reinforcing materials and inorganic insulating fillers.
  • the first grounding conductor layer 23a is located on the upper surface of the insulating layer 22b.
  • FIG. 2B is a top view showing an embodiment of the first grounding conductor layer 23a included in the antenna substrate 2.
  • the first grounding conductor layer 23a is not limited as long as it is formed of a conductor, and is formed by, for example, a metal foil such as copper foil or metal plating such as copper plating.
  • a slot 23a1 is formed in the first grounding conductor layer 23a so as to substantially face the place where the second antenna conductor 212 and the first antenna conductor 22a2 described later are located.
  • the slot 23a1 has a cross shape in accordance with the shapes of the second antenna conductor 212 having a vertical single character shape and the first antenna conductor 22a2 having a horizontal single character shape.
  • the slot 23a1 is formed, for example, by subjecting a solid conductor, which is a precursor of the first grounding conductor layer 23a, to, for example, an etching process.
  • the insulating layer 22a is located on the upper surface of the first grounding conductor layer 23a.
  • FIG. 2C is a top view showing an embodiment of the insulating layer 22a included in the antenna substrate 2.
  • the first antenna conductor 22a2 and the pad 22a1 are located on the peripheral edge of the insulating layer 22a so as to surround the first antenna conductor 22a2.
  • the first antenna conductor 22a2 and the pad 22a1 are formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating.
  • the first antenna conductor 22a2 has a horizontal single character shape, and is located at a position facing the second antenna conductor 212 so as to intersect the second antenna conductor 212. That is, when the first antenna conductor 22a2 and the second antenna conductor 212 are viewed through a plane, they have a cross shape.
  • the antenna board 2 should have a configuration capable of transmitting and receiving only radio waves in one frequency band when radio waves having different frequencies are mixed. That is, it is preferable that the antenna substrate has a limited resonance point by adjusting the arrangement of the first antenna conductor 22a2, the second antenna conductor 212, and the slot 23a1.
  • the structure of the antenna structure 1 can be further simplified, which contributes to miniaturization, for example. can do.
  • FIG. 2D is a top view showing an embodiment of the second grounding conductor layer 23b included in the antenna substrate 2.
  • the first electrode 23b1, the second electrode 23b2, and the power supply conductor 23b3 are located in a state of ensuring insulation with a clearance from the second grounding conductor layer 23b.
  • the first electrode 23b1 is connected to the first antenna conductor 22a2 via the first through-hole conductor 24b.
  • the second electrode 23b2 is connected to the second antenna conductor 212 via the second through-hole conductor 24c.
  • a set of the first electrode 23b1 and the second electrode 23b2 are located in a region facing each of the set of the first antenna conductor 22a2 and the second antenna conductor 212. Specifically, there are nine sets of the first antenna conductor 22a2 and the second antenna conductor 212, and as shown in FIG. 2D, a set of the first electrodes 23b1 and a set of the first electrodes 23b1 in each of the nine regions.
  • the second electrode 23b2 is located.
  • the power conductor 23b3 is located at the peripheral edge of each region so as to surround a set of the first electrode 23b1 and the second electrode 23b2.
  • the transmissive filter 3 As shown in FIG. 1, the transmissive filter 3 is located on the first surface (upper surface) of the antenna substrate 2 via the electromagnetic wave induction layer 4 described later. As shown in FIG. 1, the transmissive filter 3 has an insulating substrate 31, a first annular pattern 32a located on the lower surface of the insulating substrate 31 (the surface on the antenna substrate 2 side), and the upper surface of the insulating substrate 31 (antenna substrate 2). Includes a second annular pattern 32b located on the side opposite to the side).
  • the transmission type filter 3 will be specifically described with reference to FIG.
  • FIG. 3A is a top view showing an embodiment of the transmissive filter 3 included in the antenna structure 1
  • FIG. 3B is an embodiment of the transmissive filter 3 included in the antenna structure 1. It is a bottom view which shows the form.
  • a second annular pattern 32b and a second grounding pad 34b are provided on the peripheral edge of the insulating substrate 31 so as to surround the second annular pattern 32b on the upper surface of the insulating substrate 31. positioned.
  • the insulating substrate 31 is not particularly limited as long as it is a material having insulating properties, and may further contain a reinforcing material or an inorganic insulating filler.
  • the second annular pattern 32b is located in a region facing each of the above-mentioned set of the first antenna conductor 22a2 and the second antenna conductor 212.
  • the second annular pattern 32b has an annular shape and is formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating.
  • the second annular pattern 32b is not limited to an annular shape, and the shape is not limited as long as it has an annular shape.
  • the second grounding pad 34b is not a pad for electrically connecting the members, but is used only for connecting the members. Therefore, the second grounding pad 34b may be made of a metal such as copper or may be made of a resin.
  • a solder resist 35 is formed on the peripheral edge of the insulating substrate 31.
  • the solder resist 35 has an opening for exposing the second grounding pad 34b.
  • the solder resist 35 is made of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
  • the lower surface of the insulating substrate 31 has a first annular pattern 32a and a first grounding pad on the peripheral edge of the insulating substrate 31 so as to surround the first annular pattern 32a. 34a is located.
  • the first annular pattern 32a is positioned so as to face the second annular pattern 32b with the insulating substrate 31 interposed therebetween.
  • the first annular pattern 32a and the second annular pattern 32b are positioned so that they all overlap each other in plan perspective.
  • the first annular pattern 32a also has an annular shape and is formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating. ..
  • the first annular pattern 32a is not limited to an annular pattern, and the shape is not limited as long as it has an annular shape.
  • the first grounding pad 34a located on the lower surface of the insulating substrate 31 is not a pad for electrically connecting the members, but is also used for simply connecting the members. Therefore, the first grounding pad 34a located on the lower surface of the insulating substrate 31 may also be a metal such as copper or a resin.
  • a solder resist 35 is also formed on the peripheral edge of the lower surface of the insulating substrate 31 as well as the peripheral edge of the upper surface of the insulating substrate 31.
  • the solder resist 35 located on the lower surface of the insulating substrate 31 also has an opening for exposing the first grounding pad 34a.
  • the solder resist 35 is made of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
  • the radio waves are aggregated and the mixing of radio waves with the adjacent annular patterns is reduced. can. As shown in FIGS. 3A and 3B, this effect is further exerted by the circular shape of the first annular pattern 32a and the second annular pattern 32b.
  • the electromagnetic wave induction layer 4 via the antenna substrate 2 and the transmissive filter 3 is the insulating substrate 41 and the third annular putter located on the upper surface (the surface on the transmissive filter 3 side) of the insulating substrate 41.
  • 42 includes an electromagnetic wave guiding electrode 43 located on the lower surface of the insulating substrate 41 (the surface on the antenna substrate 2 side).
  • the electromagnetic wave induction layer 4 is for more efficiently guiding the radio wave from the antenna substrate 2 to the transmissive filter 3, or for more efficiently guiding the radio wave from the outside transmitted through the transmissive filter 3 to the antenna substrate 2. used.
  • the electromagnetic wave induction layer 4 will be specifically described with reference to FIG.
  • FIG. 4A is a top view showing an embodiment of the electromagnetic wave induction layer 4 included in the antenna structure 1
  • FIG. 4B is an embodiment of the electromagnetic wave induction layer 4 included in the antenna structure 1. It is a bottom view which shows the form.
  • a third annular pattern 42 and a third grounding pad 44a are provided on the peripheral edge of the insulating substrate 41 so as to surround the third annular pattern 42 on the upper surface of the insulating substrate 41. It is formed.
  • the insulating substrate 41 is not particularly limited as long as it is a material having insulating properties, and may further contain a reinforcing material or an inorganic insulating filler.
  • the third annular pattern 42 has the same number as the first annular pattern 32a and is located so as to face each other. Like the first annular pattern 32a, the third annular pattern 42 also has a circular shape and is formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating. ..
  • the third annular pattern 42 is not limited to an annular pattern, and the shape is not limited as long as it has an annular shape.
  • the third grounding pad 44a is not a pad for electrically connecting the members, but is used only for connecting the members. Therefore, the third grounding pad 44a may be a metal such as copper or a resin.
  • a solder resist 45 is formed on the peripheral edge of the insulating substrate 41.
  • the solder resist 45 has an opening for exposing the third grounding pad 44a.
  • the solder resist 45 is formed of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
  • the pad 44b is located.
  • the number of electrodes 43 for inducing electromagnetic waves is the same as that of the third annular pattern 42, and the electrodes 43 are located so as to face each other via the insulating substrate 41.
  • the shape of the electrode 43 for inducing electromagnetic waves is not an annular shape but a planar quadrangle.
  • the shape of the electrode 43 for inducing electromagnetic waves may be a polygon other than a quadrangle, or may be a circle.
  • the electromagnetic wave guiding electrode 43 is formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating.
  • the fourth grounding pad 44b located on the lower surface of the insulating substrate 41 is not a pad for electrically connecting the members, but is also used for simply connecting the members. Therefore, the fourth grounding pad 44b may also be a metal such as copper or a resin.
  • a solder resist 45 is also formed on the peripheral edge of the lower surface of the insulating substrate 41 as well as the peripheral edge of the upper surface of the insulating substrate 41.
  • the solder resist 45 located on the lower surface of the insulating substrate 41 also has an opening for exposing the fourth grounding pad 44b.
  • the solder resist 45 is formed of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of the control board 5 included in the antenna structure 1.
  • the control board 5 has the same number as the first annular pattern 32a and is located so as to face each other. In this example, nine individual control boards 5 are arranged in three rows and columns.
  • the control board 5 includes an insulating board 51, a grounding / power supply electrode 52 located on the upper surface of the insulating board 51, a third electrode 521, and a fourth electrode 522, and further, a control circuit. (Not shown).
  • the control board 5 has a function of controlling the strength of electromagnetic waves and controlling the timing of transmission / reception.
  • the insulating substrate 51 is not particularly limited as long as it is a material having insulating properties, and may further contain a reinforcing material or an inorganic insulating filler.
  • the grounding / power supply electrode 52 is located on the peripheral edge of the insulating substrate 51 so as to surround the third electrode 521 and the fourth electrode 522.
  • the grounding / power supply electrode 52 is formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating.
  • the third electrode 521 is connected to the first antenna conductor 22a2 via the first electrode 23b1 and the first through-hole conductor 24b.
  • the fourth electrode 522 is connected to the second antenna conductor 212 via the second electrode 23b2 and the second through-hole conductor 24c.
  • the third electrode 521 and the fourth electrode 522 are formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating.
  • a solder resist 55 is formed on the peripheral edge of the upper surface of the insulating substrate 51.
  • the solder resist 55 has an opening for exposing the grounding / power supply electrode 52.
  • the solder resist 55 is formed of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
  • a semiconductor element 6 is mounted on the lower surface of each control board 5.
  • the gap between the control substrate 5 and the semiconductor element 6 is filled with the sealing resin 7.
  • grounding wiring 341 (first grounding wiring 341a and second grounding wiring 341b) may be provided in order to discharge the electromotive force.
  • the ground wiring 341 is formed of a metal such as copper, specifically, a metal foil such as copper foil, or metal plating such as copper plating.
  • the grounding wiring 341 is located on both sides (upper and lower surfaces) of the insulating substrate 31 included in the transmissive filter 3.
  • the second grounding wiring 341b located on the upper surface of the insulating substrate 31 is positioned so as to connect the second annular pattern 32b and the second grounding pad 34b.
  • the grounding pad 34 to which the second grounding wiring 341b is connected is preferably made of a metal such as copper.
  • the first grounding wiring 341a located on the lower surface of the insulating substrate 31 is formed so as to connect the first annular pattern 32a and the first grounding pad 34a.
  • the first grounding pad 34a to which the first grounding wiring 341a is connected is preferably made of a metal such as copper.
  • Such a first grounding pad 34a and a second grounding pad 34b are electrically connected by, for example, a via hole conductor located on the insulating substrate 31.
  • the antenna structure 1 has a structure in which one layer of the transmissive filter 3 is laminated.
  • the antenna structure of the present disclosure may have a structure in which two or more transmissive filters are laminated.
  • solder resists are formed on the upper and lower surfaces of the transmissive filter 3, the upper and lower surfaces of the electromagnetic wave induction layer 4, and the upper and lower surfaces of the control substrate 5.
  • the solder resist is not an essential member and may be used as needed.
  • the electromagnetic wave induction layer 4 is used in the antenna structure 1 according to the above-described embodiment.
  • the electromagnetic wave induction layer is not an essential member and may be used as needed.
  • Antenna structure 2 Antenna board 21 Insulation board 211 Pad 212 Second antenna conductor 22a First insulation layer 22a1 Pad 22a2 First antenna conductor 22b Second insulation layer 23a First grounding conductor layer 23a1 Slot 23b Second grounding conductor layer 23b1 1st electrode 23b2 2nd electrode 23b3 Power supply conductor 24a Grounding / power supply through-hole conductor 24b 1st through-hole conductor 24c 2nd through-hole conductor 3 Transmission type filter 31 Insulation substrate 32a 1st annular pattern 32b 2nd annular pattern 34 Grounding Pad 34a First Grounding Pad 34b Second Grounding Pad 341 Grounding Wiring 341a First Grounding Wiring 341b Second Grounding Wiring 35 Solder Resist 4 Electromagnetic Induction Layer 41 Insulation Substrate 42 Third Circular Pattern 43 Electromagnetic Induction Conductor 44a 3rd grounding pad 44b 4th grounding pad 45 Solder resist 5 Control board 51 Insulation board 52 Grounding / power supply electrode 521 3rd electrode 522

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Abstract

本開示に係るアンテナ構造体は、第１面および第１面の反対に位置する第２面を有するアンテナ基板と、第１面に位置する透過型フィルターと、第２面に位置する制御基板とを備える。透過型フィルターは、第１面との対向面に第１環状パターンが位置し、対向面との反対面に第２環状パターンが位置している。第１環状パターンと第２環状パターンは、平面透視で重なって位置している。制御基板は、第１環状パターンと同数で、平面透視で第１環状パターンと重なって位置している。

Description

アンテナ構造体
　本発明は、アンテナ構造体に関する。
　従来、ワイヤレスネットワークを利用した通信機器には、電気信号の送受信のため、例えば特許文献１に記載のようなアンテナ構造体が採用されている。このようなアンテナ構造体は、例えば、制御基板（ＲＦ制御基板）の上面に電気フィルター基板を積層させ、電気フィルター基板の上面にアンテナ基板を積層させた構造を有している。
　特許文献１に記載のアンテナ構造体は、アンテナ基板と制御基板とが電気フィルター基板を介して接続されている。そのため、配線が長くなり伝送損失が大きくなる。さらに、このようなアンテナ構造体は、積層構造を有しているため、接続不良などが生じた場合、アンテナ基板、電気フィルター基板および制御基板のそれぞれを再利用することができない。その結果、歩留まりが低くなる。このような不良を避けるために、比較的高価な低誘電材や低損失材を採用することになり、コストアップにつながる。
　特許文献１に記載のアンテナ構造体は平面視した場合に、アンテナ基板、電気フィルター基板および制御基板は、ほぼ同じ大きさを有している。このようなアンテナ構造体は積層構造を有しているため、各部材を配置場所に応じた任意の大きさで適用することができない。その結果、アンテナ構造体を小型化させるのが困難である。
特開平６－１５２１０１号公報
　本開示に係るアンテナ構造体は、第１面および第１面の反対に位置する第２面を有するアンテナ基板と、第１面に位置する透過型フィルターと、第２面に位置する制御基板とを備える。透過型フィルターは、第１面との対向面に第１環状パターンが位置し、対向面との反対面に第２環状パターンが位置し、第１環状パターンと第２環状パターンは、平面透視で重なって位置している。制御基板は、第１環状パターンと同数で、平面透視で第１環状パターンと重なって位置している。
本開示の一実施形態に係るアンテナ構造体を示す説明図である。 図１に示すアンテナ構造体に含まれるアンテナ基板を説明するための説明図であり、（Ａ）は絶縁基板の一実施形態を示す上面図であり、（Ｂ）は第１接地用導体層の一実施形態を示す上面図であり、（Ｃ）は最上面に位置する絶縁層の一実施形態を示す上面図であり、（Ｄ）は第２接地用導体層の一実施形態を示す上面図である。 （Ａ）は図１に示すアンテナ構造体に含まれる透過型フィルターの一実施形態を示す上面図であり、（Ｂ）は図１に示すアンテナ構造体に含まれる透過型フィルターの一実施形態を示す下面図である。 （Ａ）は図１に示すアンテナ構造体に含まれる電磁波誘導層の一実施形態を示す上面図であり、（Ｂ）は図１に示すアンテナ構造体に含まれる電磁波誘導層の一実施形態を示す下面図である。 図１に示すアンテナ構造体に含まれる制御基板の一実施形態を示す斜視図である。 （Ａ）は図１に示すアンテナ構造体に含まれる透過型フィルターの他の実施形態を示す上面図であり、（Ｂ）は図１に示すアンテナ構造体に含まれる透過型フィルターの他の実施形態を示す下面図である。
　従来のアンテナ構造体は、上記のように、制御基板（ＲＦ制御基板）の上面に電気フィルター基板を積層させ、電気フィルター基板の上面にアンテナ基板を積層させた構造を有している。そのため、上記のように、歩留まりが低くなったり、コストアップにつながったり、各部材を配置場所に応じた任意の大きさで適用することができなかったりする。したがって、伝送損失が少なく、歩留まりが高くて低コスト化することができ、各部材を配置場所に応じた任意の大きさで適用することができるアンテナ構造体が求められている。
　本開示に係るアンテナ構造体は、アンテナ基板の第１面に透過型フィルターが位置し、アンテナ基板の第２面に少なくとも一つの制御基板が位置している。さらに、本開示に係るアンテナ構造体は、アンテナ基板、制御基板および透過型フィルターの一体型の積層体ではなく、それぞれ個別の部材が貼り合された構造を有している。したがって、本開示によれば、伝送損失が少なく、歩留まりが高くて低コスト化することができ、各部材を配置場所に応じた任意の大きさで適用することができるアンテナ構造体を提供することができる。
　本開示の一実施形態に係るアンテナ構造体を、図１～５に基づいて説明する。図１に示すように、一実施形態に係るアンテナ構造体１は、アンテナ基板２、透過型フィルター３、電磁波誘導層４および制御基板５を含む。
　アンテナ基板２は、絶縁基板２１の上面に、第２アンテナ導体２１２、絶縁層（第２絶縁層）２２ｂ、第１接地用導体層２３ａ、絶縁層（第１絶縁層）２２ａおよび第１アンテナ導体２２ａ２がこの順序で積層され、絶縁基板２１の下面に第２接地用導体層２３ｂが積層された構造を有する。さらに、アンテナ基板２は、アンテナ基板２の上下面を貫通する接地用／電源用スルーホール導体２４ａ、第１アンテナ導体２２ａ２と制御基板５とを電気的に接続する第１スルーホール導体２４ｂ、および第２アンテナ導体２１２と制御基板５とを電気的に接続する第２スルーホール導体２４ｃを含む。接地用／電源用スルーホール導体２４ａ、第１スルーホール導体２４ｂ、および第２スルーホール導体２４ｃは、例えば銅などの金属で形成されている。
　アンテナ基板２を、図２に基づいて具体的に説明する。図２（Ａ）は、アンテナ基板２に含まれる絶縁基板２１の一実施形態を示す上面図である。絶縁基板２１は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などの樹脂が挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。
　絶縁基板２１には、補強材が含まれていてもよい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などの絶縁性布材が挙げられる。補強材は２種以上を併用してもよい。さらに、絶縁基板２１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機絶縁性フィラーが分散されていてもよい。
　絶縁基板２１の上面には、第２アンテナ導体２１２と、この第２アンテナ導体２１２を取り囲むように、絶縁基板２１の周縁部にパッド２１１が位置している。第２アンテナ導体２１２およびパッド２１１は、導電性を有する素材（導体）で形成されていれば限定されない。導電性を有する素材としては、例えば、銅などの金属が挙げられる。第２アンテナ導体２１２およびパッド２１１は、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　第２アンテナ導体２１２は、例えば縦一文字状を有しており、電磁波を受発信するために備えられている。
　絶縁基板２１の上面、第２アンテナ導体２１２およびパッド２１１を被覆するように、絶縁層２２ｂが位置している。絶縁層２２ｂは、絶縁基板２１と同様、上記のような絶縁性を有する素材であり、上記のような補強材や無機絶縁性フィラーが含まれていてもよい。
　絶縁層２２ｂの上面には、第１接地用導体層２３ａが位置している。図２（Ｂ）は、アンテナ基板２に含まれる第１接地用導体層２３ａの一実施形態を示す上面図である。第１接地用導体層２３ａは、導体で形成されていれば限定されず、例えば、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　第１接地用導体層２３ａには、第２アンテナ導体２１２および後述する第１アンテナ導体２２ａ２が位置している場所とほぼ対向するように、スロット２３ａ１が形成されている。スロット２３ａ１は、縦一文字状を有する第２アンテナ導体２１２および横一文字状を有する第１アンテナ導体２２ａ２の形状に合わせて、十字状を有している。スロット２３ａ１は、例えば、第１接地用導体層２３ａの前駆体であるベタ状の導体に、例えばエッチング処理を施すことによって形成される。
　第１接地用導体層２３ａの上面には、絶縁層２２ａが位置している。図２（Ｃ）は、アンテナ基板２に含まれる絶縁層２２ａの一実施形態を示す上面図である。絶縁層２２ａの上面には、第１アンテナ導体２２ａ２と、この第１アンテナ導体２２ａ２を取り囲むように、絶縁層２２ａの周縁部にパッド２２ａ１が位置している。第１アンテナ導体２２ａ２およびパッド２２ａ１は、第２アンテナ導体２１２およびパッド２１１と同様、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　第１アンテナ導体２２ａ２は、横一文字状を有しており、第２アンテナ導体２１２と対向する位置に、第２アンテナ導体２１２と交差するように位置している。すなわち、第１アンテナ導体２２ａ２と第２アンテナ導体２１２とを平面透視した場合、十字状を有している。
　アンテナ基板２は、異なる周波数を有する電波が混在している場合に、１つの周波数帯の電波のみを送受信することができるような構成を有しているのがよい。すなわち、第１アンテナ導体２２ａ２、第２アンテナ導体２１２およびスロット２３ａ１の配置などの調整により、共振点が限定されたアンテナ基板であるのがよい。アンテナ基板２が、１つの周波数帯の電波のみを送受信することができるような構成を有していると、アンテナ構造体１の構造をより単純化することができ、例えば、小型化などに寄与することができる。
　一方、絶縁基板２１の下面には、第２接地用導体層２３ｂが位置している。図２（Ｄ）は、アンテナ基板２に含まれる第２接地用導体層２３ｂの一実施形態を示す上面図である。さらに、絶縁基板２１の下面には、第１電極２３ｂ１、第２電極２３ｂ２および電源用導体２３ｂ３が、第２接地用導体層２３ｂとクリアランスをあけて絶縁性を確保した状態で位置している。第１電極２３ｂ１は、第１スルーホール導体２４ｂを介して第１アンテナ導体２２ａ２と接続されている。第２電極２３ｂ２は、第２スルーホール導体２４ｃを介して第２アンテナ導体２１２と接続されている。
　アンテナ基板２においては、一組の第１アンテナ導体２２ａ２および第２アンテナ導体２１２それぞれに対向する領域に、一組の第１電極２３ｂ１および第２電極２３ｂ２が位置している。具体的には、一組の第１アンテナ導体２２ａ２および第２アンテナ導体２１２が９つ存在しており、図２（Ｄ）に示すように、９つの領域それぞれに一組の第１電極２３ｂ１および第２電極２３ｂ２が位置している。電源用導体２３ｂ３は、一組の第１電極２３ｂ１および第２電極２３ｂ２を取り囲むように、各領域の周縁部に位置している。
　次に、透過型フィルター３を説明する。図１に示すように、透過型フィルター３は、後述する電磁波誘導層４を介して、アンテナ基板２の第１面（上面）に位置している。透過型フィルター３は、図１に示すように、絶縁基板３１と、絶縁基板３１の下面（アンテナ基板２側の面）に位置する第１環状パターン３２ａと、絶縁基板３１の上面（アンテナ基板２側と反対側の面）に位置する第２環状パターン３２ｂとを含む。透過型フィルター３を、図３に基づいて具体的に説明する。
　図３（Ａ）は、アンテナ構造体１に含まれる透過型フィルター３の一実施形態を示す上面図であり、図３（Ｂ）は、アンテナ構造体１に含まれる透過型フィルター３の一実施形態を示す下面図である。図３（Ａ）に示すように、絶縁基板３１の上面には、第２環状パターン３２ｂと、この第２環状パターン３２ｂを取り囲むように、絶縁基板３１の周縁部に第２接地用パッド３４ｂが位置している。
　絶縁基板３１は、上述の絶縁基板２１と同様、絶縁性を有する素材であれば特に限定されず、さらに、補強材や無機絶縁性フィラーが含まれていてもよい。
　第２環状パターン３２ｂは、上述した一組の第１アンテナ導体２２ａ２および第２アンテナ導体２１２それぞれに対向する領域に位置している。第２環状パターン３２ｂは、円環状を有しており、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。第２環状パターン３２ｂは円環状に限定されず、環状を有していれば形状は限定されない。
　本例において、第２接地用パッド３４ｂは、部材間を電気的に接続するためのパッドではなく、部材間を単に接続するために使用される。そのため、第２接地用パッド３４ｂは、銅などの金属で形成されていてもよく、樹脂で形成されていてもよい。
　絶縁基板３１の周縁部には、ソルダーレジスト３５が形成されている。ソルダーレジスト３５は、第２接地用パッド３４ｂを露出するための開口を有している。ソルダーレジスト３５は、例えば、アクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。
　一方、図３（Ｂ）に示すように、絶縁基板３１の下面には、第１環状パターン３２ａと、この第１環状パターン３２ａを取り囲むように、絶縁基板３１の周縁部に第１接地用パッド３４ａが位置している。
　第１環状パターン３２ａは、第２環状パターン３２ｂと絶縁基板３１を挟んでそれぞれ対向するように位置している。言い換えれば、第１環状パターン３２ａと第２環状パターン３２ｂとは、平面透視で互いに全てが重なるように位置している。第１環状パターン３２ａも第２環状パターン３２ｂと同様、円環状を有しており、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。第１環状パターン３２ａは円環状に限定されず、環状を有していれば形状は限定されない。
　本例において、絶縁基板３１の下面に位置する第１接地用パッド３４ａも、部材間を電気的に接続するためのパッドではなく、部材間を単に接続するために使用される。そのため、絶縁基板３１の下面に位置する第１接地用パッド３４ａも、銅などの金属であってもよく、樹脂であってもよい。
　絶縁基板３１の下面の周縁部にも、絶縁基板３１の上面の周縁部と同様、ソルダーレジスト３５が形成されている。絶縁基板３１の下面に位置するソルダーレジスト３５も、第１接地用パッド３４ａを露出するための開口を有している。ソルダーレジスト３５は、上述のように、例えばアクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。
　透過型フィルター３に含まれる第１環状パターン３２ａおよび第２環状パターン３２ｂのように、パターンを環状にすることによって、電波を集約するとともに隣接する環状パターンとの間で電波が混在することを低減できる。図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第１環状パターン３２ａおよび第２環状パターン３２ｂが円形状を有することによって、この効果がより発揮される。
　図１に示すように、アンテナ基板２と透過型フィルター３とを介する電磁波誘導層４は、絶縁基板４１と、絶縁基板４１の上面（透過型フィルター３側の面）に位置する第３環状パター４２と、絶縁基板４１の下面（アンテナ基板２側の面）に位置する電磁波誘導用の電極４３とを含む。電磁波誘導層４は、アンテナ基板２からの電波を透過型フィルター３に、より効率よく導くため、あるいは、透過型フィルター３を透過した外部からの電波をアンテナ基板２に、より効率よく導くために使用される。電磁波誘導層４を、図４に基づいて具体的に説明する。
　図４（Ａ）は、アンテナ構造体１に含まれる電磁波誘導層４の一実施形態を示す上面図であり、図４（Ｂ）は、アンテナ構造体１に含まれる電磁波誘導層４の一実施形態を示す下面図である。図４（Ａ）に示すように、絶縁基板４１の上面には、第３環状パターン４２と、この第３環状パターン４２を取り囲むように、絶縁基板４１の周縁部に第３接地用パッド４４ａが形成されている。
　絶縁基板４１は、上述の絶縁基板２１と同様、絶縁性を有する素材であれば特に限定されず、さらに、補強材や無機絶縁性フィラーが含まれていてもよい。
　第３環状パターン４２は、第１環状パターン３２ａと同数で、かつ対向するように位置している。第３環状パターン４２も第１環状パターン３２ａと同様、円形状を有しており、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。第３環状パターン４２は円環状に限定されず、環状を有していれば形状は限定されない。
　本例において、第３接地用パッド４４ａは、部材間を電気的に接続するためのパッドではなく、部材間を単に接続するために使用される。そのため、第３接地用パッド４４ａは、銅などの金属であってもよく、樹脂であってもよい。
　絶縁基板４１の周縁部には、ソルダーレジスト４５が形成されている。ソルダーレジスト４５は、第３接地用パッド４４ａを露出するための開口を有している。ソルダーレジスト４５は、上述のように、例えばアクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。
　一方、図４（Ｂ）に示すように、絶縁基板４１の下面には、電磁波誘導用の電極４３と、この電磁波誘導用の電極４３を取り囲むように、絶縁基板４１の周縁部に第４接地用パッド４４ｂが位置している。
　電磁波誘導用の電極４３は、第３環状パターン４２と同数で、かつ絶縁基板４１を介して対向するように位置している。電磁波誘導用の電極４３の形状は環状ではなく、面状の四角形である。電磁波誘導用の電極４３の形状は、四角形以外の多角形であってもよく、円形であってもよい。電磁波誘導用の電極４３は、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　本例において、絶縁基板４１の下面に位置する第４接地用パッド４４ｂも、部材間を電気的に接続するためのパッドではなく、部材間を単に接続するために使用される。そのため、第４接地用パッド４４ｂも、銅などの金属であってもよく、樹脂であってもよい。
　絶縁基板４１の下面の周縁部にも、絶縁基板４１の上面の周縁部と同様、ソルダーレジスト４５が形成されている。絶縁基板４１の下面に位置するソルダーレジスト４５も、第４接地用パッド４４ｂを露出するための開口を有している。ソルダーレジスト４５は、上述のように、例えばアクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。
　次に、アンテナ基板２の第２面（下面）に位置する制御基板５を、図５に基づいて具体的に説明する。図５は、アンテナ構造体１に含まれる制御基板５の一実施形態を示す斜視図である。制御基板５は、第１環状パターン３２ａと同数で、かつ対向するように位置している。本例においては、個々の９つの制御基板５が縦横３列に並んでいる。制御基板５は、図５に示すように、絶縁基板５１と、絶縁基板５１の上面に位置する接地用／電源用電極５２、第３電極５２１および第４電極５２２とを含み、さらに、制御回路（図示せず）を備える。制御基板５は、電磁波の強弱を制御したり、送受信のタイミングを制御したりする機能を有している。
　絶縁基板５１は、上述の絶縁基板２１と同様、絶縁性を有する素材であれば特に限定されず、さらに、補強材や無機絶縁性フィラーが含まれていてもよい。
　接地用／電源用電極５２は、第３電極５２１および第４電極５２２を取り囲むように、絶縁基板５１の周縁部に位置している。接地用／電源用電極５２は、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　第３電極５２１は、第１電極２３ｂ１および第１スルーホール導体２４ｂを介して第１アンテナ導体２２ａ２と接続されている。第４電極５２２は、第２電極２３ｂ２および第２スルーホール導体２４ｃを介して第２アンテナ導体２１２と接続されている。第３電極５２１および第４電極５２２は、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　絶縁基板５１の上面の周縁部には、ソルダーレジスト５５が形成されている。ソルダーレジスト５５には、接地用／電源用電極５２を露出するための開口を有している。ソルダーレジスト５５は、上述のように、例えばアクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。
　各々の制御基板５の下面には、図１に示すように、半導体素子６が搭載されている。制御基板５と半導体素子６との隙間には、封止樹脂７が充填されている。
　本開示は、上述の一実施形態に係るアンテナ構造体１に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、透過型フィルター３において、起電流を排出させるために、接地用配線３４１（第１接地用配線３４１ａおよび第２接地用配線３４１ｂ）が設けられていてもよい。接地用配線３４１は、銅などの金属、具体的には、銅箔などの金属箔、銅めっきなどの金属めっきによって形成されている。
　接地用配線３４１は、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、透過型フィルター３に含まれる絶縁基板３１の両面（上下面）に位置している。絶縁基板３１の上面に位置している第２接地用配線３４１ｂは、第２環状パターン３２ｂと第２接地用パッド３４ｂとを接続するように位置している。第２接地用配線３４１ｂが接続されている接地用パッド３４は、銅などの金属で形成されているのがよい。
　絶縁基板３１の下面に位置している第１接地用配線３４１ａは、第１環状パターン３２ａと第１接地用パッド３４ａとを接続するように形成されている。第１接地用配線３４１ａが接続されている第１接地用パッド３４ａは、銅などの金属で形成されているのがよい。このような第１接地用パッド３４ａと第２接地用パッド３４ｂとは、例えば絶縁基板３１に位置するビアホール導体によって電気的に接続されている。
　上述の一実施形態に係るアンテナ構造体１は、透過型フィルター３を１層積層させた構造を有している。しかし、本開示のアンテナ構造体は、透過型フィルターを２層以上積層させた構造を有していてもよい。
　上述の一実施形態に係るアンテナ構造体１には、透過型フィルター３の上下面、電磁波誘導層４の上下面、および制御基板５の上面に、ソルダーレジストが形成されている。しかし、本開示のアンテナ構造体において、ソルダーレジストは必須の部材ではなく、必要に応じて使用すればよい。
　上述の一実施形態に係るアンテナ構造体１には、電磁波誘導層４が使用されている。しかし、本開示のアンテナ構造体において、電磁波誘導層は必須の部材ではなく、必要に応じて使用すればよい。
　１　　アンテナ構造体
　２　　アンテナ基板
　２１　絶縁基板
　２１１　パッド
　２１２　第２アンテナ導体
　２２ａ　第１絶縁層
　２２ａ１　パッド
　２２ａ２　第１アンテナ導体
　２２ｂ　第２絶縁層
　２３ａ　第１接地用導体層
　２３ａ１　スロット
　２３ｂ　第２接地用導体層
　２３ｂ１　第１電極
　２３ｂ２　第２電極
　２３ｂ３　電源用導体
　２４ａ　接地用／電源用スルーホール導体
　２４ｂ　第１スルーホール導体
　２４ｃ　第２スルーホール導体
　３　　透過型フィルター
　３１　絶縁基板
　３２ａ　第１環状パターン
　３２ｂ　第２環状パターン
　３４　接地用パッド
　３４ａ　第１接地用パッド
　３４ｂ　第２接地用パッド
　３４１　接地用配線
　３４１ａ　第１接地用配線
　３４１ｂ　第２接地用配線
　３５ソルダーレジスト
　４　　電磁波誘導層
　４１　絶縁基板
　４２　第３環状パターン
　４３　電磁波誘導用の電極
　４４ａ　第３接地用パッド
　４４ｂ　第４接地用パッド
　４５　ソルダーレジスト
　５　　制御基板
　５１　絶縁基板
　５２　　接地用／電源用電極
　５２１　第３電極
　５２２　第４電極
　５５　ソルダーレジスト
　６　　半導体素子
　７　　封止樹脂

Claims (7)

  1. 　第１面および該第１面の反対に位置する第２面を有するアンテナ基板と、
    　前記第１面に位置する透過型フィルターと、
    　前記第２面に位置する制御基板と、
    を備え、
    　前記透過型フィルターは、前記第１面との対向面に第１環状パターンが位置し、前記対向面との反対面に第２環状パターンが位置し、
    　前記第１環状パターンと前記第２環状パターンは、平面透視で重なって位置しており、
    　前記制御基板は、前記第１環状パターンと同数で、平面透視で前記第１環状パターンと重なって位置する、
    アンテナ構造体。
  2. 　前記アンテナ基板と前記透過型フィルターとの間に、電磁波誘導層がさらに位置する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  3. 　前記電磁波誘導層が、前記透過型フィルター側の面に、前記第１環状パターンと同数で、かつ対向するように位置する第３環状パターンを備え、反対側の面に、該第３環状パターンと同数で、かつ平面透視で重なるように位置する電磁波誘導用の電極を備える、請求項２に記載のアンテナ構造体。
  4. 　前記透過型フィルターにおいて、前記アンテナ基板側の面の周縁部に第１接地用パッド、および反対側の面の周縁部に第２接地用パッドがさらに位置しており、前記第１環状パターンと前記第１接地用パッドとが、第１接地用配線で接続されており、前記第２環状パターンと前記第２接地用パッドとが、第２接地用配線で接続されている、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ構造体。
  5. 　前記第１環状パターン、前記第２環状パターンおよび前記第３環状パターンが、円環状を有する、請求項１～４のいずれかに記載のアンテナ構造体。
  6. 　前記透過型フィルターが２層以上積層されている、請求項１～５のいずれかに記載のアンテナ構造体。
  7. 　前記第１環状パターン、前記第２環状パターン、前記第３環状パターン、前記第１接地用パッド、前記第２接地用パッド、前記第１接地用配線および前記第２接地用配線の少なくとも１種が、銅である、請求項１～６のいずれかに記載のアンテナ構造体。
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