WO2022130877A1 - アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置 - Google Patents

Abstract

アンテナモジュール（１００）は、誘電体基板（１３０）と、誘電体基板（１３０）に配置された放射素子（１２１，１２２）と、誘電体層（１３５）とを備える。放射素子（１２２）は、誘電体基板（１３０）の法線方向から平面視した場合に、放射素子（１２１）に隣接して配置されている。誘電体層（１３５）は、放射素子（１２２）を覆うように配置されている。放射素子（１２２）は、線状アンテナである。誘電体層（１３５）の誘電率は、誘電体基板（１３０）の誘電率よりも高い。誘電体層（１３５）の厚みは、誘電体基板（１３０）の厚みよりも薄い。

Description

アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

　本開示は、アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置に関し、より特定的には、アンテナモジュールにおいて電波の放射領域を拡大するための技術に関する。

　特許第６３８４５５０号（特許文献１）には、同一基板上にエンドファイアアンテナ（ダイポールアンテナ）と平板状のパッチアンテナとが配置された無線通信モジュールが開示されている。このような構成において、ダイポールアンテナから放射される電波の偏波方向と、パッチアンテナから放射される電波の偏波方向とを同じ方向にすることによって、ダイポールアンテナとパッチアンテナとをアレイアンテナとして動作させることができる。そのため、エンドファイア方向（基板表面に平行な方向）からボアサイト方向（基板に垂直な方向）まで、連続的に指向性を変化させることができる。

特許第６３８４５５０号

　特許第６３８４５５０号（特許文献１）に開示された無線通信モジュールにおいて、ダイポールアンテナとパッチアンテナとの間に配置された反射器パターンによって、ダイポールアンテナからは概略的にはパッチアンテナとは反対方向に電波が放射される。しかしながら、一般的に、ダイポールアンテナから放射される電波のビーム方向は広く分散するため、特許第６３８４５５０号（特許文献１）に開示された構成では、ダイポールアンテナから放射される電波の一部はエンドファイア方向からボアサイト方向まで広い範囲に放射される。そのため、ダイポールアンテナによる放射領域とパッチアンテナによる放射領域とが部分的に重複する。ダイポールアンテナにおいては、この重複する領域への電波の放射のために、エンドファイア方向への放射に用いられる電力が制限され得る。したがって、ダイポールアンテナからエンドファイア方向に放射する電波の効率については改善の余地がある。

　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、線状アンテナを含む複数の放射素子が配置されたアンテナモジュールにおいて、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることである。

　本開示に係るアンテナモジュールは、誘電体基板と、誘電体基板に配置された第１放射素子および第２放射素子と、第１誘電体層とを備える。第２放射素子は、誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、第１放射素子に隣接して配置されている。第１誘電体層は、第２放射素子を覆うように配置されている。第２放射素子は、線状アンテナである。第１誘電体層の誘電率は、誘電体基板の誘電率よりも高い。第１誘電体層の厚みは、誘電体基板の厚みよりも薄い。

　本開示によるアンテナモジュールによれば、線状アンテナの第２放射素子が、誘電体基板よりも厚みが薄く、かつ、誘電体基板よりも誘電率の高い材料で形成された誘電体層によって覆われている。このような構成によって、第２放射素子から放射される電波が、ボアサイト方向よりもエンドファイア方向に放射されやすくなる。したがって、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることができる。

実施の形態１に係るアンテナモジュールが適用される通信装置のブロック図である。 実施の形態１に係るアンテナモジュールの平面図および側面透視図である。 変形例１に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 変形例２に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 変形例３に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 変形例４に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 変形例５に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 変形例６に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 実施の形態２に係るアンテナモジュールの平面図である。 変形例７に係るアンテナモジュールの平面図である。 変形例８に係るアンテナモジュールの平面図である。

　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に係るアンテナモジュール１００が適用される通信装置１０の一例のブロック図である。通信装置１０は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどである。

　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のアンテナ装置１２０においては、少なくとも１つの放射素子１２１（第１放射素子）および放射素子１２２（第２放射素子）が配置されている。図１の例においては、放射素子１２１および放射素子１２２からは、同じ周波数帯域（たとえば、２８ＧＨｚ帯）の電波が放射される場合について説明するが、放射素子１２１および放射素子１２２から異なる周波数帯域（たとえば、２８ＧＨＺ帯と３９ＧＨｚ帯）の電波が放射される場合であってもよい。

　実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、放射素子１２１はパッチアンテナあるいはスロットアンテナのような平面アンテナである。一方、放射素子１２２は、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、ボウタイアンテナのような線状アンテナである。図１の例においては、放射素子１２１は略正方形の平板形状を有するパッチアンテナであり、放射素子１２２はダイポールアンテナである。なお、放射素子１２１は線状アンテナであってもよい。

　図１においては、説明を容易にするために、アンテナ装置１２０を構成する放射素子１２１，１２２の各々が４つの素子を含み、一次元アレイとして配列された構成の例が示されているが、各放射素子の数は１つであってもよいし、４以外の複数であってもよい。また、放射素子１２１の数と、放射素子１２２の数は、必ずしも同数でなくてもよい。

　ＲＦＩＣ１１０は、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈ，１１７Ａ，１１７Ｂと、パワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＨＴと、ローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＨＲと、減衰器１１４Ａ～１１４Ｈと、移相器１１５Ａ～１１５Ｈと、信号合成／分波器１１６Ａ，１１６Ｂと、ミキサ１１８Ａ，１１８Ｂと、増幅回路１１９Ａ、１１９Ｂとを備える。このうち、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄ，１１７Ａ、パワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＤＴ、ローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＤＲ、減衰器１１４Ａ～１１４Ｄ、移相器１１５Ａ～１１５Ｄ、信号合成／分波器１１６Ａ、ミキサ１１８Ａ、および増幅回路１１９Ａの構成が、放射素子１２１のための回路である。また、スイッチ１１１Ｅ～１１１Ｈ，１１３Ｅ～１１３Ｈ，１１７Ｂ、パワーアンプ１１２ＥＴ～１１２ＨＴ、ローノイズアンプ１１２ＥＲ～１１２ＨＲ、減衰器１１４Ｅ～１１４Ｈ、移相器１１５Ｅ～１１５Ｈ、信号合成／分波器１１６Ｂ、ミキサ１１８Ｂ、および増幅回路１１９Ｂの構成が、放射素子１２２のための回路である。

　高周波信号を送信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈがパワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＨＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７Ａ，１１７Ｂが増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂ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～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈがローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＨＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７Ａ，１１７Ｂが増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂ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１１９Ａ，１１９Ｂで増幅され、ミキサ１１８Ａ，１１８Ｂ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１１６Ａ，１１６Ｂで４分波され、対応する信号経路を通過して、それぞれ異なる放射素子１２１，１２２に給電される。各信号経路に配置された移相器１１５Ａ～１１５Ｈ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。

　各放射素子１２１，１２２で受信された高周波信号である受信信号はＲＦＩＣ１１０に伝達され、それぞれ異なる４つの信号経路を経由して信号合成／分波器１１６Ａ，１１６Ｂにおいて合波される。合波された受信信号は、ミキサ１１８Ａ，１１８Ｂでダウンコンバートされ、増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂ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、対応する放射素子毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。

　（アンテナモジュールの構成）
　次に、図２を用いて、本実施の形態１におけるアンテナモジュール１００の構成の詳細を説明する。図２の上段（図２（ａ））は、アンテナモジュール１００の平面図である。また、図２の下段（図２（ｂ））は、当該アンテナモジュール１００の断面透視図である。以降の説明においては、説明を容易にするために、放射素子１２１および放射素子１２２が１つずつ形成されたアンテナモジュールを例として説明する。なお、図２に示すように、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。

　図２を参照して、アンテナモジュール１００は、ＲＦＩＣ１１０および放射素子１２１，１２２に加えて、誘電体基板１３０と、接地電極ＧＮＤと、給電配線１４１，１４２と、誘電体層１３５とを備える。なお、図２（ａ）の平面図においては、ＲＦＩＣ１１０および接地電極ＧＮＤは省略されている。

　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いる。誘電体基板１３０の上面１３１（Ｚ軸の正方向の面）側には、放射素子１２１が配置される。放射素子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、誘電体基板１３０の内層に配置されてもよい。また、誘電体基板１３０の下面１３２（Ｚ軸の負方向の面）、あるいは、図２に示されるように下面１３２側の内層に接地電極ＧＮＤが配置されている。すなわち、図２においては、放射素子１２１と下面１３２との間に接地電極ＧＮＤが配置されている。なお、「上面１３１」および「下面１３２」は、本開示における「第１面」および「第２面」にそれぞれ対応する。

　放射素子１２２は、誘電体基板１３０の上面１３１上に、放射素子１２１に隣接して配置される。図２の例においては、放射素子１２２は、放射素子１２１よりもＸ軸の負方向側に離隔した位置に、放射部がＹ軸方向に延在するように配置されている。放射素子１２１と放射素子１２２との離隔距離Ｌ１は、各放射素子から放射される電波の波長をλとするとＬ１＞λ／２に設定される。このような離隔距離Ｌ１を空けて配置することによって、放射素子１２１から放射される電波と放射素子１２２から放射される電波との干渉が抑制できる。なお、放射素子１２１，１２２から異なる波長（λ１，λ２：λ１＞λ２）の電波が放射される場合には、上記の離隔距離Ｌ１は、２つの波長のうち長い方の波長λ１の１／２よりも長く設定される（Ｌ１＞λ１／２）。

　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。

　放射素子１２１には、給電配線１４１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。すなわち、給電配線１４１は、放射素子１２１の給電点ＳＰ１に高周波信号を伝達する。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設けられている。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。

　放射素子１２２には、給電配線１４２を介してＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１４２は、ＲＦＩＣ１１０から、接地電極ＧＮＤを貫通して、放射素子１２２の給電点ＳＰ２に接続される。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１２２から、Ｙ軸方向を偏波方向とする電波が放射される。

　誘電体層１３５は、誘電体基板１３０の上面１３１において、放射素子１２２を覆うように配置されている。誘電体層１３５は、たとえばガラスあるいはセラミックにより形成されており、誘電体基板１３０よりも高い誘電率を有する材料で作られている。たとえば、誘電体層１３５の誘電率は６～３０であり、誘電体基板１３０の誘電率は３～４である。また、誘電体層１３５の厚み（Ｚ軸方向の寸法）Ｈ２は、誘電体基板１３０の厚みＨ１よりも薄い（Ｈ１＞Ｈ２）。

　放射素子１２１のような平板形状のパッチアンテナにおいては、基本的には、放射素子１２１の法線方向（図２中の矢印ＡＲ１１）および法線方向から約±４５°の範囲の方向（すなわち、ボアサイト方向）に向かって電波が放射され、誘電体基板１３０の表面に沿った方向（すなわち、エンドファイア方向；図２中の矢印ＡＲ１２）には放射されにくい。一方で、放射素子１２２のようなダイポールアンテナにおいては、エンドファイア方向を含む全方向に電波が放射される。したがって、パッチアンテナの放射素子１２１と、ダイポールアンテナの放射素子１２２を用いて電波を放射することによって、ボアサイト方向からエンドファイア方向までの放射領域を確保することができる。

　しかしながら、ダイポールアンテナのような線状アンテナでは、広範囲に分散して電波が放射されるため、各方向に放射される電波の強度は、供給される電力に対して弱くなってしまう。また、実施の形態１のアンテナモジュール１００のように、パッチアンテナの放射素子１２１と併用する場合には、放射素子１２２からは、放射素子１２１から放射される電波の方向と重複する方向にも電波が放射される。そのため、主にボアサイト方向に電波を放射するパッチアンテナと、放射方向が全方向になるダイポールアンテナとを単に並置した構成では、エンドファイア方向への電波の効率については改善の余地がある。

　これに対して、実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、放射素子１２２が、誘電体基板１３０よりも高誘電率で、かつ、厚みの薄い誘電体層１３５で覆われている。このような構成とすることで、誘電体層１３５が導波管として機能し、放射素子１２２から放射される電波のうち、ボアサイト方向へ放射される電波のモードが抑制され、その結果として、エンドファイア方向へ放射される電波の強度が増加する。言い換えれば、放射素子１２２から放射される電波のビームをエンドファイア方向に集中させることができる。したがって、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることができる。

　また、発明者は、放射素子１２１の中心から放射素子１２２の中心に向かう方向（第１方向）の誘電体基板１３０の端部までの距離Ｗ１（第１距離）を、放射素子１２２の中心から放射素子１２１の中心に向かう方向（第２方向）の誘電体層１３５の端部までの距離Ｗ２（第２距離）よりも長くすることによって、放射素子１２１とは逆の方向（すなわち、Ｘ軸の負方向）に電波が放射されやすくなることを見出した。放射素子１２２と誘電体層１３５との位置関係を上記のようにすることによって、放射素子１２２からアンテナモジュール１００の外方向へ電波のビームを集中させることができるので、エンドファイア方向に放射される電波の効率をより一層向上させることが可能となる。なお、ダイポールアンテナである放射素子１２２の中心とは、電極の延在方向における中央の位置を称する。言い換えれば、図２においては、放射素子１２２におけるＹ軸方向の中央の位置を指す。

　なお、図には示されていないが、放射素子１２２に対して、放射素子１２１と放射素子１２２との間に反射器を設けることによって、放射素子１２２からアンテナモジュール１００の外方向へビームを集中させるようにしてもよい。

　以上のように、実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、パッチアンテナの放射素子１２１およびダイポールアンテナの放射素子１２２が誘電体基板１３０に隣接して配置されており、誘電体基板１３０よりも厚みが薄く、かつ誘電率の高い材料で形成された誘電体層１３５によって放射素子１２２が覆われた構成を有している。このような構成とすることによって、放射素子１２２から放射される電波が、ボアサイト方向よりもエンドファイア方向に放射されやすくなる。したがって、実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることが可能となる。

　（変形例１）
　実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、誘電体基板１３０を法線方向から平面視した場合に、接地電極ＧＮＤが誘電体基板１３０のほぼ全面に配置される構成について説明した。

　しかしながら、ダイポールアンテナの放射素子１２２の下面側に接地電極ＧＮＤが配置されていると、放射素子１２２と接地電極ＧＮＤとが結合し、一部の電流が放射素子１２２から接地電極ＧＮＤ側へと流れてしまう。これにより、放射素子１２２から放射される電波の周波数帯域幅が狭められる場合がある。

　図３に示された変形例１のアンテナモジュール１００Ａに含まれるアンテナ装置１２０Ａにおいては、誘電体基板１３０に形成された接地電極ＧＮＤは、放射素子１２１の下面側には配置されているが、放射素子１２２の下面側には配置されていない。言い換えれば、接地電極ＧＮＤは、誘電体基板１３０を法線方向から平面視した場合に、放射素子１２２と重ならない領域に配置されている。そのため、実施の形態１のアンテナモジュール１００に比べて、放射素子１２２と接地電極ＧＮＤとの結合が抑制される。そのため、変形例１のアンテナモジュール１００Ａにおいては、放射素子１２２からエンドファイア方向に放射される電波の効率をさらに向上させることができる。

　（変形例２）
　実施の形態１および変形例１のアンテナモジュールにおいては、誘電体基板１３０の上面１３１に誘電体層１３５が配置されており、当該誘電体層１３５のある部分と誘電体層１３５のない部分とで段差が生じている。アンテナモジュールを実装基板等に実装するプロセスにおいては、ノズルで吸引してアンテナモジュールをピックアップする場合がある。この場合に、上記のように、部品の表面に段差が生じていると、段差部分から空気が漏れてしまい、アンテナモジュールを適切にピックアップすることができない場合が生じ得る。

　図４に示される変形例２のアンテナモジュール１００Ｂに含まれるアンテナ装置１２０Ｂおいては、誘電体層１３５と誘電体基板１３０との間の段差部分に、誘電体層１３５よりも低誘電率の材料の誘電体層１３０Ａが形成されている。言い換えれば、誘電体層１３０Ａは、誘電体基板１３０の法線方向から平面視した場合に、誘電体層１３５のない領域に配置されている。そして、誘電体層１３５の上面１３５Ａの位置と誘電体層１３０Ａの上面１３１Ａの位置とがほぼ同一レベルとされている。なお、誘電体層１３０Ａは、誘電体基板１３０とは異なる材料で形成してもよいし、誘電体基板１３０と同じ材料で形成してもよい。

　このように、アンテナモジュールの表面の段差を低減して平坦化することによって、アンテナモジュールの製造プロセスにおいて、アンテナモジュールのハンドリングの確実性を向上させることができる。

　（変形例３～６）
　上述の実施の形態１および変形例１，２においては、ダイポールアンテナ（放射素子１２２）が誘電体基板１３０の上面１３１に配置され、当該放射素子１２２を覆うように誘電体層１３５が配置される構成について説明した。しかしながら、放射素子１２２は、必ずしも誘電体基板１３０の上面１３１に配置されていなくてもよい。

　たとえば、図５～図８にそれぞれ記載された変形例３～変形例６に係るアンテナモジュール１００Ｃ～１００Ｆのように、誘電体層１３５の少なくとも一部が誘電体基板１３０の内層に埋め込まれた構成であってもよい。この場合、図５および図６のアンテナ装置１２０Ｃ，１２０Ｄのように、放射素子１２２の全体が誘電体層１３５に覆われていてもよいし、あるいは、図７および図８のアンテナ装置１２０Ｅ，１２０Ｆのように、誘電体層１３５の上面または下面に接するように放射素子１２２が配置されていてもよい。

　このような変形例３～６の各アンテナモジュールにおいても、誘電体基板１３０よりも厚みが薄く、かつ誘電率の高い材料で形成された誘電体層１３５によって放射素子１２２が覆われた構成を有している。これにより、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることが可能となる。

　［実施の形態２］
　上述の実施の形態１およびその変形例においては、アンテナモジュールの放射素子１２１，１２２がそれぞれ１つずつ配置された構成の例について説明した。実施の形態２においては、各放射素子が複数の素子を有するアレイアンテナの場合について説明する。

　図９は、実施の形態２に係るアンテナモジュール１００Ｇの平面図である。アンテナモジュール１００Ｇに含まれるアンテナ装置１２０Ｇにおいては、図２で説明した放射素子１２１，１２２が４組配置された構成となっている。より詳細には、アンテナ装置１２０Ｇは、４つの放射素子１２１がＹ軸方向に一列に配置されたアンテナ群１２５（第１アンテナ群）と、それらに離間して４つの放射素子１２２がＹ軸方向に一列に配置されたアンテナ群１２６（第２アンテナ群）を有している。そして、高誘電率の誘電体層１３５が、アンテナ群１２６を覆うように配置されている。なお、アンテナ群１２５，１２６において、対応する放射素子１２１と放射素子１２２との位置関係、および、誘電体層１３５の配置については、実施の形態１と同様であるため、説明は繰り返さない。

　アンテナモジュール１００Ｇのようなアレイアンテナにおいても、高誘電率の誘電体層１３５の配置によって、アンテナ群１２６の放射素子１２２から放射される電波が、ボアサイト方向よりもエンドファイア方向に放射されやすくなる。したがって、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることが可能となる。

　（変形例７）
　変形例７においては、線状アンテナによって異なる２方向に電波を放射可能な構成のアレイアンテナについて説明する。

　図１０は、変形例７のアンテナモジュール１００Ｈの平面図である。アンテナモジュール１００Ｈに含まれるアンテナ装置１２０Ｈにおいては、実施の形態２のアンテナ装置１２０Ｇの構成に加えて、放射素子１２１よりもＸ軸の正方向に、４つの放射素子１２２ＡがＹ軸方向に沿って配列されたアンテナ群１２７がさらに配置された構成となっている。

　アンテナ群１２７の放射素子１２２Ａは、アンテナ群１２６の放射素子１２２とは逆向きに配置されている。そのため、アンテナ群１２７の放射素子１２２Ａからは、放射素子１２２とは逆方向に電波が放射される。具体的には、放射素子１２２からはＸ軸の負方向（図１０中の矢印ＡＲ２１）に電波が放射され、放射素子１２２ＡからはＸ軸の正方向（図１０中の矢印ＡＲ２２）に電波が放射される。

　そして、放射素子１２２Ａについても、誘電体基板１３０よりも高誘電率で、かつ、厚みの薄い誘電体層１３５によって覆われている。

　このように、互いに異なる２つのエンドファイア方向に電波を放射する２つのアンテナ群１２６，１２７を有するアレイアンテナにおいても、これらのアンテナ群１２６，１２７を高誘電率の誘電体層１３５で覆うことによって、ボアサイト方向よりもエンドファイア方向に電波が放射されやすくなる。したがって、エンドファイア方向に放射される電波の効率を向上させることが可能となる。

　なお、図１０の例においては、アンテナ群１２６、１２７がＹ軸の互いに逆方向に電波を放射する場合について説明したが、Ｙ軸方向に電波が放射されるようにアンテナ群１２６を配置し、Ｘ軸方向に電波が放射されるようにアンテナ群１２７を配置するようにしてもよい。

　（変形例８）
　変形例８においては、線状アンテナによって異なる４方向に電波を放射可能な構成のアレイアンテナについて説明する。

　図１１は、変形例８のアンテナモジュール１００Ｉの平面図である。アンテナモジュール１００Ｉに含まれるアンテナ装置１２０Ｉにおいては、変形例７のアンテナ装置１２０Ｈの構成に加えて、アンテナ群１２８（第３アンテナ群）およびアンテナ群１２９（第４アンテナ群）がさらに配置された構成となっている。より具体的には、アンテナ群１２８は、放射素子１２１よりもＹ軸の正方向において、Ｘ軸方向に沿って配列された４つの放射素子１２２Ｂを含んでいる。また、アンテナ群１２９は、放射素子１２１よりもＹ軸の負方向において、Ｘ軸方向に沿って配列された４つの放射素子１２２Ｃを含んでいる。

　アンテナ群１２８に含まれる放射素子１２２Ｂにおいては、線状電極がＸ軸方向に延在している。また、アンテナ群１２９に含まれる放射素子１２２Ｃにおいても、線状電極がＸ軸方向に延在している。そして、誘電体層１３５が、アンテナ群１２８，１２９を覆うように配置されている。誘電体層１３５、および、アンテナ群１２８，１２９に含まれる各放射素子は、図２に示した位置関係と同様の位置関係に配置されている。これによって、アンテナ群１２８からはＹ軸の正方向（図１１中の矢印ＡＲ２３）に電波が放射され、アンテナ群１２９からはＹ軸の負方向（図１１中の矢印ＡＲ２４）に電波が放射される。

　そして、上記のように、誘電体基板１３０よりも高誘電率で、かつ、厚みの薄い誘電体層１３５によってアンテナ群１２８，１２９が覆われているため、アンテナ群１２８，１２９から放射される電波は、ボアサイト方向よりもエンドファイア方向に放射されやすくなる。したがって、アンテナモジュール１００Ｉのような構成とすることによって、Ｘ軸方向に加えて、Ｙ軸方向のエンドファイア方向についても効率よく電波を放射することができる。

　なお、変形例８については、アンテナ群１２６～１２９によって４つの異なるエンドファイア方向に電波を放射する構成について説明したが、アンテナ群１２６～１２９のうちのいずれか３つを含み、３つの異なるエンドファイア方向に電波を放射する構成であってもよい。

　また、変形例１および変形例２で説明した特徴については、実施の形態２および変形例７，８に適用してもよい。また、変形例７，８の構成において、各アンテナ群に含まれる放射素子が１つであってもよい。

　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　通信装置、１００，１００Ａ～１００Ｉ　アンテナモジュール、１１０　ＲＦＩＣ、１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈ，１１７Ａ，１１７Ｂ　スイッチ、１１２ＡＲ～１１２ＨＲ　ローノイズアンプ、１１２ＡＴ～１１２ＨＴ　パワーアンプ、１１４Ａ～１１４Ｈ　減衰器、１１５Ａ～１１５Ｈ　移相器、１１６Ａ，１１６Ｂ　信号合成／分波器、１１８Ａ，１１８Ｂ　ミキサ、１１９Ａ，１１９Ｂ　増幅回路、１２０，１２０Ａ～１２０Ｉ　アンテナ装置、１２１，１２２，１２２Ａ～１２２Ｃ　放射素子、１２５～１２９　アンテナ群、１３０　誘電体基板、１３０Ａ，１３５　誘電体層、１３１，１３１Ａ，１３５Ａ　上面、１３２　下面、１４１，１４２　給電配線、１５０　はんだバンプ、２００　ＢＢＩＣ、ＧＮＤ　接地電極、ＳＰ１，ＳＰ２　給電点。

Claims (13)

1. 　誘電体基板と、
   　前記誘電体基板に配置された第１放射素子と、
   　前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１放射素子に隣接して配置された第２放射素子と、
   　前記第２放射素子を覆うように配置された第１誘電体層とを備え、
   　前記第２放射素子は、線状アンテナであり、
   　前記第１誘電体層の誘電率は、前記誘電体基板の誘電率よりも高く、
   　前記第１誘電体層の厚みは、前記誘電体基板の厚みよりも薄い、アンテナモジュール。
2. 　前記第１放射素子は、平面アンテナである、請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 　前記第１放射素子は、パッチアンテナであり、
   　前記第２放射素子は、ダイポールアンテナであり、
   　前記誘電体基板は、互いに対向する第１面および第２面を有しており、
   　前記アンテナモジュールは、前記誘電体基板において、前記誘電体基板の前記第２面または前記第１放射素子と前記第２面との間に配置された接地電極をさらに備える、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
4. 　前記誘電体基板を法線方向から平面視した場合に、前記第２放射素子と重ならない領域に前記接地電極が配置される、請求項３に記載のアンテナモジュール。
5. 　前記第１放射素子および前記第２放射素子からは、同じ波長の電波が放射されるように構成されており、
   　前記第１放射素子と前記第２放射素子との間の距離は、前記波長の１／２よりも長い、請求項１～４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
6. 　前記第１放射素子および前記第２放射素子からは、それぞれ第１波長および第２波長の電波が放射されるように構成されており、
   　前記第１放射素子と前記第２放射素子との間の距離は、前記第１波長および前記第２波長のうち長い波長の１／２よりも長い、請求項１～４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
7. 　前記第１放射素子から前記第２放射素子に向かう方向を第１方向とし、前記第２放射素子から前記第１放射素子に向かう方向を第２方向とすると、
   　前記第２放射素子から前記第１誘電体層の前記第１方向の端部までの第１距離は、前記第２放射素子から前記第１誘電体層の前記第２方向の端部までの第２距離よりも長い、請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
8. 　誘電体基板と、
   　前記誘電体基板に配置され、少なくとも１つの第１放射素子を含む第１アンテナ群と、
   　少なくとも１つの第２放射素子を含み、前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１アンテナ群に隣接して配置された第２アンテナ群と、
   　前記第２アンテナ群を覆うように配置された第１誘電体層とを備え、
   　前記少なくとも１つの第２放射素子は、線状アンテナであり、
   　前記第１誘電体層の誘電率は、前記誘電体基板の誘電率よりも高く、
   　前記第１誘電体層の厚みは、前記誘電体基板の厚みよりも薄い、アンテナモジュール。
9. 　少なくとも１つの第３放射素子を含み、前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１アンテナ群に隣接して配置された第３アンテナ群をさらに備え、
   　前記少なくとも１つの第３放射素子は、線状アンテナであり、
   　前記少なくとも１つの第３放射素子は、前記少なくとも１つの第２放射素子とは異なる方向に電波を放射するように構成されており、
   　前記第１誘電体層は、前記第３アンテナ群をさらに覆うように配置されている、請求項８に記載のアンテナモジュール。
10. 　少なくとも１つの第４放射素子を含み、前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１アンテナ群に隣接して配置された第４アンテナ群と、
    　少なくとも１つの第５放射素子を含み、前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１アンテナ群に隣接して配置された第５アンテナ群とをさらに備え、
    　前記少なくとも１つの第４放射素子および前記少なくとも１つの第５放射素子は、線状アンテナであり、
    　前記第１誘電体層は、前記第４アンテナ群および前記第５アンテナ群をさらに覆うように配置されており、
    　前記少なくとも１つの第４放射素子は、前記少なくとも１つの第２放射素子および前記少なくとも１つの第３放射素子とは異なる方向に電波を放射するように構成されており、
    　前記少なくとも１つの第５放射素子は、前記少なくとも１つの第２放射素子、前記少なくとも１つの第３放射素子および前記少なくとも１つの第４放射素子とは異なる方向に電波を放射するように構成されており、
    　前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１アンテナ群は、第３方向において前記第２アンテナ群と前記第３アンテナ群との間に配置されており、前記第３方向に直交する第４方向において前記第４アンテナ群と前記第５アンテナ群との間に配置されている、請求項９に記載のアンテナモジュール。
11. 　前記誘電体基板の法線方向から平面視した場合に、前記第１誘電体層のない領域に配置された第２誘電体層をさらに備え、
    　前記第２誘電体層の誘電率は、前記第１誘電体層の誘電率よりも低く、
    　前記誘電体基板の法線方向において、前記第１誘電体層の表面の位置は、前記第２誘電体層の表面の位置と同じである、請求項１～１０のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
12. 　各放射素子に高周波信号を供給する給電回路をさらに備える、請求項１～１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
13. 　請求項１～１２のいずれか１項に記載のアンテナモジュールを搭載した、通信装置。

Images