WO2023120357A1 - アンテナモジュールおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

アンテナモジュール（１００）は、屈曲部（１３０）と第１平坦部（１２０ａ）とを備える。第１平坦部（１２０ａ）は、屈曲部（１３０）に接続される接続面（１２２）と、接続面（１２２）と交差する背面（１２３）と、フレキシブルケーブル（ＦＣ）に接続される給電パッド（ＰＤ）と、接地電極（ＧＮＤａ）と、放射素子（１２１ａ）とを有する。接地電極（ＧＮＤａ）は、接続面（１２２）において屈曲部の接地電極（ＧＮＤｃ）に接続されるとともに、給電パッド（ＰＤ）に接続される。

Description

アンテナモジュールおよび通信装置

　本開示は、アンテナモジュール、およびそのアンテナモジュールを備えた通信装置に関する。

　国際公開第２０２１／０５９６７１号（特許文献１）には、平板状のアンテナ基板内に、所定間隔を隔てて互いに対向する放射素子および接地電極が配置されたアンテナモジュールが開示されている。このアンテナモジュールにおいては、給電回路から放射素子に給電することによって放射素子から電波を放射させるとともに、同じ給電回路から接地電極に給電することによって接地電極を片側短絡型のパッチアンテナ（いわゆる逆Ｆアンテナ）として機能させて接地電極からも電波を放射させるように構成されている。

国際公開第２０２１／０５９６７１号

　スマートフォンには、通常、２８ＧＨｚ、３９ＧＨｚおよび６０ＧＨｚなどを中心とする周波数帯（いわゆるミリ波）の電波と、ミリ波の周波数帯よりも低い５～６ＧＨｚを中心とする周波数帯（いわゆるｓｕｂ６）の電波とを放射可能な、いわゆるマルチバンドタイプのアンテナモジュールが搭載される。近年のスマートフォンの高機能化に伴って、スマートフォンにおけるアンテナモジュールの搭載スペースは制限される傾向にある。

　その対策として、特許文献１のように、ミリ波用の放射素子のグランドとして用いられる接地電極を逆Ｆアンテナとして機能させて接地電極からｓｕｂ６の電波を放射させることが想定される。すなわち、ミリ波用の放射素子のグランドとして用いられる接地電極をｓｕｂ６用の放射素子として兼用することで、ｓｕｂ６用の放射素子の個数を低減可能である。

　しかしながら、ミリ波用の給電線とｓｕｂ６用の給電線とを同一の給電経路内に配置すると、給電経路が大型化することが懸念される。

　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、第１周波数帯の電波と、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の電波とを放射するアンテナモジュールあるいは通信装置において、第１周波数帯の電波を放射する放射素子への給電経路が大型化することを抑制しつつ、第２周波数帯の電波を放射する放射素子の個数を低減することである。

　本開示によるアンテナモジュールは、第１給電線および第１接地電極が屈曲された状態で配置される屈曲部と、屈曲部に接続される第１平坦部とを備える。第１平坦部は、屈曲部に接続される接続面と、接続面と交差する交差面と、接続面および交差面とは異なる側面と、交差面または側面に配置される外部端子と、交差面に沿って延在するように配置され、第１接地電極に接続されるとともに、外部端子に接続される第２接地電極と、第２接地電極に対向するように配置され、第１給電線に接続される放射素子とを有する。放射素子は、第１給電線から給電されることによって第１周波数帯の電波を放射する。第２接地電極は、外部端子から給電されることによって第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の電波を放射する。

　本開示による通信装置は、上記アンテナモジュールを備える。
　上記のアンテナモジュールあるいは通信装置において、第１平坦部の放射素子は、屈曲部の第１給電線から給電されることによって、第１周波数帯（たとえばミリ波）の電波を放射する。第１平坦部の第２接地電極は、屈曲部との接続面において屈曲部の第１接地電極に接続されるとともに、接続面とは異なる面（交差面または側面）に配置される外部端子から給電されることによって、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯（たとえばｓｕｂ６）の電波を放射する。外部端子が屈曲部との接続面とは異なる面に配置されることによって、外部端子に給電するための給電線を、第１給電線および第１接地電極が配置される屈曲部ではなく、屈曲部の外部に設けることができる。そのため、第１給電線が配置される屈曲部が大型化することを抑制しつつ、第１周波数帯用の放射素子のグランドとして用いられる第２接地電極を、第２周波数帯用の放射素子として兼用することができる。その結果、第１周波数帯用の放射素子への給電経路が大型化することを抑制しつつ、第２周波数帯用の放射素子の個数を低減することができる。

　本開示によれば、第１周波数帯の電波と、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の電波とを放射するアンテナモジュールあるいは通信装置において、第１周波数帯の電波を放射する放射素子への給電経路が大型化することを抑制しつつ、第２周波数帯の電波を放射する放射素子の個数を低減することができる。

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の一例である。 通信装置の斜視図である。 アンテナモジュールの斜視図（その１）である。 アンテナモジュールの斜視図（その２）である。 アンテナモジュールの平面図（その１）である。 アンテナモジュールの図５におけるＶＩ－ＶＩ断面図である。 アンテナモジュールの平面図（その２）である。 アンテナモジュールの平面図（その３）である。 ばね接点の斜視図である。 アンテナモジュールの斜視図（その３）である。 反射損失の周波数特性を示す図（その１）である。 整合回路の一例を示す図（その１）である。 反射損失の周波数特性を示す図（その２）である。 アンテナモジュールの斜視図（その４）である。 反射損失の周波数特性を示す図（その３）である。 整合回路の一例を示す図（その２）である。 反射損失の周波数特性を示す図（その４）である。 アンテナモジュールの平面図（その４）である。 アンテナモジュールの断面図である。 アンテナモジュールの平面図（その５）である。 アンテナモジュールの平面図（その６）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アンテナモジュール１００が適用される通信装置１０のブロック図の一例である。本実施の形態においては、主に、通信装置１０がスマートフォンである場合について説明する。なお、通信装置１０は、スマートフォンであることに限定されず、携帯電話、タブレット、通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどであってもよい。

　本実施の形態に係るアンテナモジュール１００は、第１周波数帯ｆ１の電波と第１周波数帯ｆ１よりも低い第２周波数帯ｆ２の電波とを放射可能な、いわゆるマルチバンドタイプのアンテナモジュールである。たとえば、第１周波数帯ｆ１はいわゆるミリ波（２８ＧＨｚ、３９ＧＨｚおよび６０ＧＨｚなどを中心とする周波数帯）であり、第２周波数帯ｆ２はいわゆるｓｕｂ６（５～６ＧＨｚを中心とする周波数帯）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ＢＢＩＣ２００，３００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ＲＦＩＣ１１０，１９０と、アンテナ装置１２０とを備える。

　通信装置１０は、ＢＢＩＣ２００，３００からアンテナモジュール１００へ伝達された信号を、それぞれＲＦＩＣ１１０，１９０にて高周波信号にアップコンバートし、アンテナ装置１２０から放射する。また、通信装置１０は、アンテナ装置１２０で受信した高周波信号をＲＦＩＣ１１０，１９０へ送信し、ダウンコンバートしてＢＢＩＣ２００，３００にて信号を処理する。

　アンテナ装置１２０は、複数の放射素子１２１ａ，１２１ｂを含む。放射素子１２１ａ，１２１ｂは、いずれも、平板形状を有するパッチアンテナである。

　本実施の形態においては、平板状の誘電体基板で構成される第１平坦部１２０ａに複数（図１では４つ）の放射素子１２１ａが一次元状に配置される。また、平板状の誘電体基板で構成される第２平坦部１２０ｂに複数（図１では４つ）の放射素子１２１ｂが一次元状に配置される。なお、放射素子１２１ａは、一次元状に配置されることに限定されず、二次元状に配置されてもよい。放射素子１２１ａは、１つであってもよい。同様に、放射素子１２１ｂは、一次元状に配置されることに限定されず、二次元状に配置されてもよい。放射素子１２１ｂは、１つであってもよい。

　第１平坦部１２０ａには、各放射素子１２１ａのグランドとして用いられる接地電極ＧＮＤａが配置される。ＲＦＩＣ１１０から各放射素子１２１ａに給電されることによって、各放射素子１２１ａと接地電極ＧＮＤａとの間で電気力線が形成され、各放射素子１２１ａから第１周波数帯ｆ１の電波が放射される。

　第２平坦部１２０ｂには、各放射素子１２１ｂのグランドとして用いられる接地電極ＧＮＤｂが配置される。ＲＦＩＣ１１０から各放射素子１２１ｂに給電されることによって、各放射素子１２１ｂと接地電極ＧＮＤｂとの間で電気力線が形成され、各放射素子１２１ｂから第１周波数帯ｆ１の電波が放射される。

　ＲＦＩＣ１１０は、第１周波数帯ｆ１に対応した給電回路である。なお、説明を容易にするために、図１においては、放射素子１２１ａの一部および放射素子１２１ｂの一部に対応する詳細構成のみが示されており、放射素子１２１ａの残部および放射素子１２１ｂの残部に対応する詳細構成については省略されている。

　ＲＦＩＣ１１０は、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄ，１１７と、パワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＤＴと、ローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＤＲと、減衰器１１４Ａ～１１４Ｄと、移相器１１５Ａ～１１５Ｄと、信号合成／分波器１１６と、ミキサ１１８と、増幅回路１１９とを備える。

　高周波信号を送信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄがパワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＤＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７が増幅回路１１９の送信側アンプに接続される。高周波信号を受信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄがローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＤＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７が増幅回路１１９の受信側アンプに接続される。

　ＢＢＩＣ２００から伝達された信号は、増幅回路１１９で増幅され、ミキサ１１８でアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号である送信信号は、信号合成／分波器１１６で４分波され、４つの信号経路を通過して、それぞれ異なる放射素子１２１ａ，１２１ｂ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１２１ａ，１２１ｂ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、各給電回路ごとに個別の集積回路部品として形成されてもよい。さらに、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、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。

　ＲＦＩＣ１９０は、第２周波数帯ｆ２に対応した給電回路である。なお、ＲＦＩＣ１９０の構成はＲＦＩＣ１１０の構成と同様であるため、ＲＦＩＣ１９０の詳細構成については省略されている。

　ＲＦＩＣ１９０は、ＢＢＩＣ３００に接続されるとともに、フレキシブルケーブルＦＣを介して、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａに接続される。ＲＦＩＣ１９０は、ＢＢＩＣ３００から伝達された信号をアップコンバートし、アップコンバートされた高周波信号をフレキシブルケーブルＦＣを介して第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａに給電する。第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａの端部は、後述するように、第２平坦部１２０ｂの接地電極ＧＮＤｂに接続されて接地されている。これにより、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａは、フレキシブルケーブルＦＣから給電されることによって、いわゆる逆Ｆアンテナとして機能して第２周波数帯ｆ２の電波を放射する。すなわち、第１周波数帯ｆ１の電波を放射する放射素子１２１ａのグランドとして用いられる接地電極ＧＮＤａが、第２周波数帯ｆ２の電波を放射する放射素子として兼用される。

　図２は、通信装置１０の斜視図である。通信装置１０は、スマートフォンであり、ケース３０と表示画面４０とで構成される矩形状の筐体５０で覆われている。アンテナ装置１２０は、ケース３０内部における前面（表示画面４０が配置される面）と側面とで形成される角に沿って略Ｌ字状に配置され、ケース３０の前面の法線方向とケース３０の側面の法線方向との２方向に第１周波数帯ｆ１の電波を放射するように構成される。

　以下では、図２に示すように、筐体５０の短手方向を「Ｘ軸方向」、筐体５０の長手方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に垂直な方向、すなわち筐体５０の前面（表示画面４０が配置される面）の法線方向を「Ｚ軸方向」とも称する。

　（アンテナモジュール１００の構造）
　図３は、アンテナモジュール１００をＺ軸正方向から視た斜視図である。図４は、アンテナモジュール１００をＺ軸負方向から視た斜視図である。図５は、アンテナモジュール１００をＺ軸正方向から視た平面図である。図６は、アンテナモジュール１００の図５におけるＶＩ－ＶＩ断面図である。図３～６を参照して、本実施の形態によるアンテナモジュール１００の構造について説明する。

　上述したように、アンテナモジュール１００は、放射素子１２１ａが配置される平板状の第１平坦部１２０ａと、放射素子１２１ｂが配置される平板状の第２平坦部１２０ｂとを備える。さらに、アンテナモジュール１００は、第１平坦部１２０ａと第２平坦部１２０ｂとを接続する屈曲部１３０を備える。なお、本実施の形態においては、屈曲部１３０が第１平坦部１２０ａおよび第２平坦部１２０ｂと一体的に形成されている。

　第１平坦部１２０ａ、屈曲部１３０および第２平坦部１２０ｂは、通信装置１０の内部に配置される矩形状の金属シャーシ２０の角に沿って略Ｌ字状に配置される。具体的には、金属シャーシ２０は、主面２１と、主面２１と略直交する側面２３とを有する。第１平坦部１２０ａは金属シャーシ２０の側面２３と対向するように配置され、第２平坦部１２０ｂは金属シャーシ２０の主面２１と対向するように配置される。屈曲部１３０は、法線方向が互い異なる第１平坦部１２０ａと第２平坦部１２０ｂとを接続するために、金属シャーシ２０の側面２３と主面２１とで形成される角に沿って、略Ｌ字形状に屈曲された状態で配置される。

　第１周波数帯ｆ１用の給電回路であるＲＦＩＣ１１０は、金属シャーシ２０の主面２１と第２平坦部１２０ｂの背面（Ｚ軸負方向側の表面）との間に配置される。第２周波数帯ｆ２用の給電線であるフレキシブルケーブルＦＣは、金属シャーシ２０の側面２３に沿ってＹ軸方向に延在するように配置される。フレキシブルケーブルＦＣのＹ軸負方向側の先端部は、接続ピンＰ１を介して第１平坦部１２０ａの背面に接続される。なお、屈曲部１３０および第２平坦部１２０ｂが配置される部材は、安定したグランドとして機能する比較的大きな板状部材であればよく、必ずしも金属シャーシ２０であることに限定されない。たとえば、屈曲部１３０および第２平坦部１２０ｂが配置される部材は、多層基板（マザーボード）あるいは熱拡散ボード（グラファイトシートで構成される）などであってもよい。

　本実施の形態においては、屈曲部１３０が、図５に示すように、Ｙ軸方向に所定間隔を隔てて配列される３つの屈曲部１３１，１３２，１３３によって構成される。屈曲部１３１は、第１平坦部１２０ａにおけるＹ軸正方向側の端部と、第２平坦部１２０ｂにおけるＹ軸正方向側の端部との間に接続される。屈曲部１３２は、第１平坦部１２０ａにおけるＹ軸負方向側の端部と、第２平坦部１２０ｂにおけるＹ軸負方向側の端部との間に接続される。屈曲部１３３は、第１平坦部１２０ａにおけるＹ軸方向の中央部分と、第２平坦部１２０ｂにおけるＹ軸方向の中央部分との間に接続される。

　本実施の形態においては、図５に示すように、両端の屈曲部１３１，１３２には接地電極ＧＮＤｃが配置されるが、中央の屈曲部１３３には接地電極ＧＮＤｃは配置されない。したがって、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａのＹ軸方向の両端部分が、屈曲部１３１，１３２の接地電極ＧＮＤｃを介して、第２平坦部１２０ｂの接地電極ＧＮＤｂに接地される。なお、中央の屈曲部１３３に接地電極ＧＮＤｃを配置するようにしてもよい。

　第１平坦部１２０ａ、屈曲部１３０および第２平坦部１２０ｂは、いずれも多層構造を有している。図６に示すように、第１平坦部１２０ａには、Ｘ軸の正方向から負方向に向けて、放射素子１２１ａおよび接地電極ＧＮＤａがこの順に所定間隔を隔てて配置されている。第２平坦部１２０ｂには、Ｚ軸の正方向から負方向に向けて、放射素子１２１ｂおよび接地電極ＧＮＤｂがこの順に所定間隔を隔てて配置されている。屈曲部１３０には、外周側から内周側に向けて、給電線１７１および接地電極ＧＮＤｃがこの順に配置されている。

　さらに、第１平坦部１２０ａは、屈曲部１３０に接続される接続面１２２と、接続面１２２と略直交する背面（Ｘ軸負方向側の表面）１２３と、背面１２３に配置された給電パッドＰＤとを備える。背面１２３は、接続面１２２よりも屈曲部１３０の内周側に位置する。給電パッドＰＤは、接続ピンＰ１を介してフレキシブルケーブルＦＣに接続される。

　接地電極ＧＮＤａは、第１平坦部１２０ａの背面１２３に沿って延在するように配置され、第１平坦部１２０ａの接続面１２２において屈曲部１３０の接地電極ＧＮＤｃに接続される。給電パッドＰＤは、第１平坦部１２０ａの内部において接地電極ＧＮＤａの略中央部分に接続される。

　接地電極ＧＮＤａは、Ｘ軸方向（背面１２３の法線方向）から視た場合に、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｚ軸方向を短手方向とする略矩形形状を有する。

　放射素子１２１ａは、接地電極ＧＮＤａに対向するように配置される。給電線１７１は、第１平坦部１２０ａ、屈曲部１３０および第２平坦部１２０ｂの内部を延在するように形成される。給電線１７１の一方の端部は、第１平坦部１２０ａの内部において放射素子１２１ａに接続される。給電線１７１の他方の端部は、ＲＦＩＣ１１０に接続される。ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号が給電線１７１を介して放射素子１２１ａに供給されることによって、放射素子１２１ａは、Ｘ軸正方向に向けて第１周波数帯ｆ１の電波を放射する。

　接地電極ＧＮＤｂは、第２平坦部１２０ｂの背面に沿って延在するように配置され、屈曲部１３０の接地電極ＧＮＤｃに接続される。接地電極ＧＮＤｂは、Ｚ軸方向から視た場合に、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向を短手方向とする略矩形形状を有する。放射素子１２１ｂは、接地電極ＧＮＤｂに対向するように配置される。給電線１７０は、第２平坦部１２０ｂの内部を延在するように形成される。給電線１７０の一方の端部は、第２平坦部１２０ｂの内部において放射素子１２１ｂに接続される。給電線１７０の他方の端部は、ＲＦＩＣ１１０に接続される。ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号が給電線１７０を介して放射素子１２１ｂに供給されることによって、放射素子１２１ｂは、Ｚ軸正方向に向けて第１周波数帯ｆ１の電波を放射する。

　図１に示した第２周波数帯ｆ２用のＲＦＩＣ１９０は、図２～図６には示されていないが、金属シャーシ２０あるいは金属シャーシ２０とは別のシャーシに実装される母基板に設けられ、フレキシブルケーブルＦＣに接続される。ＲＦＩＣ１９０からの高周波信号がフレキシブルケーブルＦＣを介して第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａに供給されることによって、接地電極ＧＮＤａが逆Ｆアンテナとして機能し、Ｘ軸正方向に向けて第２周波数帯ｆ２の電波を放射する。

　以上のように、本実施の形態によるアンテナモジュール１００は、屈曲部１３０と、第１平坦部１２０ａとを備える。屈曲部１３０には、給電線１７１および接地電極ＧＮＤｃが屈曲された状態で配置される。第１平坦部１２０ａは、屈曲部１３０に接続される接続面１２２と、接続面１２２と交差する背面１２３と、背面１２３に配置される給電パッドＰＤと、接地電極ＧＮＤａと、放射素子１２１ａとを有する。放射素子１２１ａは、給電線１７１に接続される。接地電極ＧＮＤａは、接続面１２２において屈曲部１３０の接地電極ＧＮＤｃに接続されるとともに、給電パッドＰＤに接続される。

　上記構成を有するアンテナモジュール１００において、第１平坦部１２０ａの放射素子１２１ａは、屈曲部１３０の給電線１７１から給電されることによって、第１周波数帯ｆ１の電波を放射する。さらに、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａは、屈曲部１３０との接続面１２２において屈曲部１３０の接地電極ＧＮＤｃに接続（接地）されるとともに、接続面１２２と直交する背面１２３に配置される給電パッドＰＤから給電されることによって、第２周波数帯ｆ２の電波を放射する。給電パッドＰＤが屈曲部１３０との接続面１２２ではなく背面１２３に配置されることによって、給電パッドＰＤに給電するためのフレキシブルケーブルＦＣは、屈曲部１３０ではなく、屈曲部１３０の外部に設けられる。そのため、屈曲部１３０が大型化することを抑制しつつ、第１周波数帯ｆ１用の放射素子１２１ａのグランドとして用いられる接地電極ＧＮＤａを、第２周波数帯ｆ２用の放射素子として兼用することができるため、第２周波数帯ｆ２用の放射素子の個数を低減することができる。

　さらに、本実施の形態によるアンテナモジュール１００は、屈曲部１３０を介して第１平坦部１２０ａに接続される第２平坦部１２０ｂをさらに備える。通信装置１０は、金属シャーシ２０を備える。金属シャーシ２０は、第２平坦部１２０ｂと対向する主面２１と、第１平坦部１２０ａと対向する側面２３とを有する。第２平坦部１２０ｂと金属シャーシ２０の主面２１との間には給電回路であるＲＦＩＣ１１０が配置されるが、第１平坦部１２０ａと金属シャーシ２０の側面２３との間には給電回路は配置されていない。この点を利用し、第１平坦部１２０ａの背面１２３に給電パッドＰＤが配置されるとともに、第１平坦部１２０ａの背面１２３と金属シャーシ２０の側面２３との間の領域にフレキシブルケーブルＦＣが配置され、第１平坦部１２０ａの背面１２３から接地電極ＧＮＤａに給電される。これにより、第１平坦部１２０ａの背面１２３と金属シャーシ２０の側面２３との間の空間を、第２周波数帯ｆ２用の給電経路として有効に活用することができる。

　さらに、本実施の形態によるアンテナモジュール１００においては、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａは、Ｘ軸方向から視た場合にＹ軸方向を長手方向としＺ軸方向を短手方向とする略矩形形状を有する。そして、接地電極ＧＮＤａのＹ軸方向の両端部分が、屈曲部１３１，１３２の接地電極ＧＮＤｃを介して、第２平坦部１２０ｂの接地電極ＧＮＤｂに接地される。さらに、接地電極ＧＮＤａは、Ｙ軸方向（長手方向）およびＺ軸方向（短手方向）の略中央部分において給電パッドＰＤに接続される。これにより、接地電極ＧＮＤａの給電点を中心として接地電極ＧＮＤａの接地部分の対称性を確保することができるため、接地電極ＧＮＤａから放射される電波をＸ軸方向に適切に放射することでき、指向性を向上させることができる。

　さらに、本実施の形態によるアンテナモジュール１００は、平板形状を有する通信装置１０に搭載される。そして、第１平坦部１２０ａは、通信装置１０の側面に配置される。そのため、スマートフォンの側面をアンテナモジュール１００の搭載スペースとして有効に利用することができる。

　本実施の形態のアンテナモジュール１００および通信装置１０は、本開示の「アンテナモジュール」および「通信装置」にそれぞれ対応し得る。また、本実施の形態の給電線１７１、接地電極ＧＮＤｃ、屈曲部１３０、第１平坦部１２０ａ、およびフレキシブルケーブルＦＣは、本開示の「第１給電線」、「第１接地電極」、「屈曲部」、「第１平坦部」、「第２給電線」にそれぞれ対応し得る。また、本実施の形態の接続面１２２、背面１２３、給電パッドＰＤ、および接地電極ＧＮＤａは、本開示の「接続面」、「交差面」、「外部端子」、および「第２接地電極」にそれぞれ対応し得る。

　また、本実施の形態の第２平坦部１２０ｂ、金属シャーシ２０、主面２１、および側面２３は、本開示の「第２平坦部」、「板状部材」、ならびに、当該板状部材の「主面」、および「側面」にそれぞれ対応し得る。

　また、本実施の形態の「屈曲部１３１」および「屈曲部１３２」は、本開示の「第１屈曲部」および「第２屈曲部」にそれぞれ対応し得る。

　［変形例１］
　上述の実施の形態においては、第１平坦部１２０ａ、第２平坦部１２０ｂおよび屈曲部１３０が一体的に形成される例について説明した。しかしながら、第１平坦部１２０ａ、第２平坦部１２０ｂおよび屈曲部１３０は、必ずしも一体的に形成されることに限定されない。

　図７は、本変形例１によるアンテナモジュール１００ＡをＺ軸正方向から視た平面図である。アンテナモジュール１００Ａは、上述の実施の形態のアンテナモジュール１００に対して以下の点が異なる。

　アンテナモジュール１００Ａにおいては、第１平坦部１２０ａ、第２平坦部１２０ｂおよび屈曲部１３０が別々に形成されている。第２平坦部１２０ｂは、第１平坦部１２０ａよりも、Ｙ軸正方向側にオフセットされた位置に配置されている。屈曲部１３０は、たとえばフレキシブルケーブルなどによって構成され、略Ｌ字形状に屈曲された状態で、第１平坦部１２０ａにおけるＹ軸負方向側の端部に接続される。屈曲部１３０と第２平坦部１２０ｂとは、金属シャーシ２０の主面２１に配置される接続部材１４０を介して接続されている。

　接続部材１４０には、接地電極ＧＮＤｄが配置される。屈曲部１３０の接地電極ＧＮＤｃと、第２平坦部１２０ｂの接地電極ＧＮＤｂとは、接続部材１４０の接地電極ＧＮＤｄによって接続される。

　このように、第１平坦部１２０ａ、第２平坦部１２０ｂおよび屈曲部１３０を別々に形成するようにしてもよい。

　［変形例２］
　上述の実施の形態および変形例１においては、フレキシブルケーブルＦＣの先端部と、第１平坦部１２０ａの給電パッドＰＤとが、接続ピンＰ１を介して接続される例について説明した。

　しかしながら、フレキシブルケーブルＦＣと第１平坦部１２０ａとを接続する部材は、必ずしも接続ピンＰ１であることに限定されず、たとえば、ポゴピン、はんだバンプ、あるいは、ばね接点であってもよい。

　図８は、本変形例２によるアンテナモジュール１００ＢをＺ軸正方向から視た平面図である。アンテナモジュール１００Ｂは、上述の変形例２のアンテナモジュール１００Ａの接続ピンＰ１を、ばね接点１５０に変更したものである。アンテナモジュール１００Ｂのその他の点は、上述のアンテナモジュール１００Ａと同じである。

　ばね接点１５０は、フレキシブルケーブルＦＣの先端部に実装される。ばね接点１５０は、外力によってＸ軸方向に弾性変形する第１端子１５１と、フレキシブルケーブルＦＣ内の給電線に導通されている第２端子１５２とを備える。

　図９は、ばね接点１５０の斜視図である。図９には、第１端子１５１と第２端子１５２との組合せが４組配列される例が示されている。

　第１端子１５１は、先端部が第２端子１５２側に向いた状態で、第２端子１５２から離れる側に凸状となるように略Ｌ字状に曲げられている。第１端子１５１は、外力が作用しない初期状態において、先端部が第２端子１５２とは接触しないように配置される。第１端子１５１に対して第２端子１５２に向かう方向に外力が作用することによって、第１端子１５１が弾性変形し、第１端子１５１の先端部が第２端子１５２に接触する。

　本変形例２においては、フレキシブルケーブルＦＣを金属シャーシ２０の側面２３に配置する際に、ばね接点１５０を金属シャーシ２０の側面２３と第１平坦部１２０ａの背面１２３との間に挿入することによって、ばね接点１５０の第１端子１５１が第１平坦部１２０ａの給電パッドＰＤに接触する。この際、第１平坦部１２０ａはケース３０に当接しておりＸ軸正方向には変位しないため、第１端子１５１が第１平坦部１２０ａからＸ軸負方向の反力を受けて弾性変形することで、第１端子１５１の先端部が第２端子１５２に接触する。これにより、第１平坦部１２０ａの給電パッドＰＤがばね接点１５０を介してフレキシブルケーブルＦＣに導通される。同時に、ばねの押し返しにより第１平坦部１２０ａのケース３０に対する位置も決まり易くなり、第１周波数帯ｆ１および第２周波数帯ｆ２のアンテナの共振周波数も安定し易い。

　このように、フレキシブルケーブルＦＣと第１平坦部１２０ａの給電パッドＰＤとをばね接点１５０によって接続することによって、フレキシブルケーブルＦＣと第１平坦部１２０ａの給電パッドＰＤとを容易かつ安定的に導通させることができる。なお、本変形例２のばね接点１５０は、本開示の「ばね接点」に対応し得る。

　［変形例３］
　上述の実施の形態においては、第１平坦部１２０ａと第２平坦部１２０ｂとを接続する屈曲部１３０が３つの屈曲部１３１，１３２，１３３によって構成され、第１平坦部１２０ａと第２平坦部１２０ｂとがＹ軸方向の両端および中央で接続される例について説明した。

　しかしながら、第１平坦部１２０ａと第２平坦部１２０ｂとを接続する屈曲部１３０の数および範囲は、必ずしも上述のものに限定されない。

　図１０は、本変形例３によるアンテナモジュール１００Ｃの斜視図である。アンテナモジュール１００Ｃは、上述の実施の形態のアンテナモジュール１００の中央の屈曲部１３３を省略したものである。アンテナモジュール１００Ｃのその他の構成は、上述の実施の形態のアンテナモジュール１００の構成と同じである。

　アンテナモジュール１００Ｃにおいては、接地電極ＧＮＤａのＺ軸正方向の端面におけるＹ軸方向の両端部分が、屈曲部１３１，１３２の接地電極ＧＮＤｃを介して第２平坦部１２０ｂの接地電極ＧＮＤｂに接地される。そして、接地電極ＧＮＤａの略中央部分に、フレキシブルケーブルＦＣから給電される給電点ＳＰ１が設けられる。これにより、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａは、給電点ＳＰ１に給電されることによって、Ｚ軸負方向側の端部を開放端部とする逆Ｆアンテナとして機能して、第２周波数帯ｆ２の電波を放射する。

　図１１は、アンテナモジュール１００Ｃの接地電極ＧＮＤａから第２周波数帯ｆ２の電波を放射する場合の反射損失の周波数特性を示す図である。図１１において、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸は反射損失を減衰量として示す。

　反射損失とは、アンテナ装置に入力された電力に対する反射電力の比をデシベル（ｄＢ）で表わしたものである。全反射（反射率が１００％）の場合、反射損失の値は０ｄＢで、反射が少ないほど反射損失の値は大きくなる。言い換えれば、反射損失の値が大きいほど、反射による電力損失そのものは小さく、反射電力が小さく、より多くの電力がアンテナに入力されていることを意味する。

　図１１に示されるように、アンテナモジュール１００Ｃにおいては、６．５ＧＨｚ前後を中心とする周波数帯での反射損失の値が大きい。すなわち、アンテナモジュール１００Ｃにおいては、６．５ＧＨｚ前後を中心とする周波数帯が、第２周波数帯ｆ２となる。

　なお、第２周波数帯ｆ２の中心周波数は、接地電極ＧＮＤａに整合回路を追加することによって調整することができる。

　図１２は、アンテナモジュール１００Ｃの接地電極ＧＮＤａに追加する整合回路５００の一例を示す図である。図１２に示すようなキャパシタンスＣ１およびインダクタンスＬ１を有する整合回路５００を追加することによって、第２周波数帯ｆ２の中心周波数を低下させることができる。

　図１３は、整合回路５００を追加した後のアンテナモジュール１００Ｃの反射損失の周波数特性を示す図である。図１３に示されるように、整合回路５００を追加することによって、第２周波数帯ｆ２の中心周波数が、６．５ＧＨｚ前後から、５．５ＧＨｚ前後に低下していることが理解できる。すなわち、整合回路５００を追加することによって、第２周波数帯ｆ２をいわゆるｓｕｂ６に整合させることができる。

　［変形例４］
　図１４は、本変形例４によるアンテナモジュール１００Ｄの斜視図である。アンテナモジュール１００Ｄは、上述の実施の形態のアンテナモジュール１００のＹ軸負方向側の屈曲部１３２を省略し、さらにＹ軸中央の屈曲部１３３に接地電極ＧＮＤｃを追加したものである。

　アンテナモジュール１００Ｄにおいては、接地電極ＧＮＤａのＺ軸正方向の端面のうちのＹ軸の正方向側端部および中央部分が、屈曲部１３１，１３３の接地電極ＧＮＤｃを介して第２平坦部１２０ｂの接地電極ＧＮＤｂに接地される。そして、接地電極ＧＮＤａのＹ軸方向中央よりも屈曲部１３１に近い領域に、フレキシブルケーブルＦＣから給電される給電点ＳＰ２が設けられる。アンテナモジュール１００Ｄのその他の構成は、上述の実施の形態のアンテナモジュール１００の構成と同じである。

　アンテナモジュール１００Ｄにおいて、第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａは、給電点ＳＰ２に給電されることによって、Ｙ軸負方向側の端部を開放端部とする逆Ｆアンテナとして機能して、第２周波数帯ｆ２の電波を放射する。

　図１５は、アンテナモジュール１００Ｄの接地電極ＧＮＤａから第２周波数帯ｆ２の電波を放射する場合の反射損失の周波数特性を示す図である。図１５に示されるように、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、５．０ＧＨｚ前後を中心とする周波数帯が、第２周波数帯ｆ２となる。

　すなわち、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、接地電極ＧＮＤａのＹ軸方向（長手方向）の一方の端部を屈曲部１３１の接地電極ＧＮＤｃで接地し、さらに、給電点ＳＰ２を接地電極ＧＮＤａのＹ軸方向中央よりも屈曲部１３１に近い領域に配置している。これにより、上述の変形例３で示したアンテナモジュール１００Ｃに比べて、給電点ＳＰ２から開放端部（Ｙ軸負方向側の端部）までの距離を長くすることができるため、第２周波数帯ｆ２をｓｕｂ６の周波数帯域まで低下させることが可能となる。

　なお、第２周波数帯ｆ２の幅は、接地電極ＧＮＤａに整合回路を追加することによって調整することができる。

　図１６は、アンテナモジュール１００Ｄの接地電極ＧＮＤａに追加する整合回路５１０の一例を示す図である。図１６に示すようなキャパシタンスＣ２，Ｃ３を有する整合回路５１０を追加することによって、第２周波数帯ｆ２の幅を広げることができる。

　図１７は、整合回路５１０を追加した後のアンテナモジュール１００Ｄの反射損失の周波数特性を示す図である。図１７に示されるように、整合回路５１０を追加することによって、整合回路５１０を追加しない場合よりも、広い周波数帯で反射損失の値が大きくなることが理解できる。

　なお、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、接地電極ＧＮＤａのＺ軸正方向の端面のうちのＹ軸の正方向側端部に屈曲部１３１に設けられるだけなく、中央部分にも屈曲部１３３が設けられる。これは、第１平坦部１２０ａの各放射素子１２１ａに接続される給電線１７１の等長配線を実現するのに有効である。すなわち、仮にＹ軸の正方向側の屈曲部１３１のみが設けられる場合には、放射素子１２１ａに接続される給電線１７１のすべてを屈曲部１３１を経由させることになり、４つの放射素子１２１ａにそれぞれ接続される４本の給電線１７１の長さに差が生じ易くなる。これに対し、Ｙ軸の中央部分にも屈曲部１３３を設けることによって、放射素子１２１ａに接続される給電線１７１を屈曲部１３３を経由させることも可能になり、４つの放射素子１２１ａにそれぞれ接続される４本の給電線１７１の長さに極力差が生じないようにすることができる。

　［変形例５］
　上述の実施の形態および変形例１－５においては、第１平坦部１２０ａの給電パッドＰＤが第１平坦部１２０ａの背面１２３に配置される例について説明したが、給電パッドＰＤが配置される面は、第１平坦部１２０ａの背面１２３以外の面であってもよい。たとえば、第１平坦部１２０ａの前面１２４（背面１２３と対向する、Ｘ軸正方向の表面（図５，６参照））に給電パッドＰＤを配置し、その給電パッドＰＤにフレキシブルケーブルＦＣを接続するようにしてもよい。また、第１平坦部１２０ａの接続面１２２、背面１２３および前面１２４とは異なる側面１２５～１２７（すなわちＹ軸正方向の端面１２５、Ｙ軸負方向の端面１２６、Ｚ軸負方向の端面１２７のいずれか（図５，６参照））に給電パッドＰＤを配置し、その給電パッドＰＤにフレキシブルケーブルＦＣを接続するようにしてもよい。

　［変形例６］
　上述の実施の形態によるアンテナモジュール１００においては第１平坦部１２０ａのＹ軸方向寸法と第２平坦部１２０ｂのＹ軸方向寸法とが同じであるが、第１平坦部１２０ａのＹ軸方向寸法は、第２平坦部１２０ｂのＹ軸方向寸法と異なっていてもよい。

　図１８は、本変形例６によるアンテナモジュール１００ＥをＺ軸正方向から視た平面図である。このアンテナモジュール１００Ｅにおいては、第２平坦部１２０ｂのＹ軸方向寸法Ｌｂよりも、第１平坦部１２０ａのＹ軸方向寸法Ｌａの方が短い。

　このように、第１平坦部１２０ａのＹ軸方向寸法を第２平坦部１２０ｂのＹ軸方向寸法と異なるようにしてもよい。これにより、逆Ｆアンテナとして機能する第１平坦部１２０ａの接地電極ＧＮＤａから放射される第２周波数帯ｆ２を調整することができる。

　また、図１８に示すように第２平坦部１２０ｂのＹ軸方向寸法Ｌｂよりも第１平坦部１２０ａのＹ軸方向寸法Ｌａを短くすることによって、たとえば筐体５０内にアンテナモジュール１００Ｅとは別のｓｕｂ６用アンテナが配置される場合であっても、そのｓｕｂ６用アンテナとアンテナモジュール１００Ｅとの干渉を抑制し易くなり、ｓｕｂ６用アンテナとアンテナモジュール１００Ｅとのアイソレーションの確保および相関係数の改善が見込まれる。したがて、ｓｕｂ６用アンテナとアンテナモジュール１００ＥとをＭＩＭＯ（Multi　Input　Multi　Output）で用いる場合に、放射効率の改善、および、指向性の乱れの抑制が可能となり、ＭＩＭＯ性能を改善することができる。

　［変形例７］
　上述の実施の形態によるアンテナモジュール１００においては第１平坦部１２０ａの法線方向と第２平坦部１２０ｂの法線方向とがなす角度は略９０度であるが、第１平坦部１２０ａの法線方向と第２平坦部１２０ｂの法線方向とがなす角度は、必ずしも略９０度であることに限定されず、任意に調整可能である。

　図１９は、本変形例７によるアンテナモジュール１００Ｆの断面図である。なお、図１９においては、ケース３０等の図示が省略されている。

　このアンテナモジュール１００Ｆにおいては、第１平坦部１２０ａの法線方向と第２平坦部１２０ｂの法線方向とがなす角度（接地電極ＧＮＤａと接地電極ＧＮＤｂとがなす角度）が、９０度よりも小さい角度（７５度程度）である。

　このように、第１平坦部１２０ａの法線方向と第２平坦部１２０ｂの法線方向とがなす角度を調整することによって、逆Ｆアンテナとして機能する接地電極ＧＮＤａとその周囲の接地電極との相対距離を調整することができるので、逆ＦアンテナのＱ値を調整することができる。また、逆Ｆアンテナの指向性を調整することもできる。

　［変形例８］
　上述の実施の形態においては、第１平坦部１２０ａと第２平坦部１２０ｂとを接続する屈曲部１３０が３つの屈曲部１３１，１３２，１３３によって構成され、３つの屈曲部１３１，１３２，１３３がＹ軸方向の両端および中央に配置される例について説明した。しかしながら、屈曲部１３０の数および配置は、必ずしも上述のものに限定されない。

　図２０は、本変形例８によるアンテナモジュール１００ＧをＺ軸正方向から視た平面図である。なお、図２０においては、第１平坦部１２０ａ、第２平坦部１２０ｂ、および屈曲部１３０以外の構成の図示が省略されている。

　このアンテナモジュール１００Ｇにおいては、屈曲部１３０が５つの屈曲部１３１～１３５によって構成される。屈曲部１３１，１３２，１３３がＹ軸方向の両端および中央にそれぞれ配置される。屈曲部１３４は、屈曲部１３１と屈曲部１３３との間に配置される。屈曲部１３５は、屈曲部１３２と屈曲部１３３との間に配置される。

　図２１は、本変形例８によるアンテナモジュール１００ＨをＺ軸正方向から視た平面図である。なお、図２１においては、第１平坦部１２０ａ、第２平坦部１２０ｂ、および屈曲部１３０以外の構成については図示が省略されている。

　このアンテナモジュール１００Ｈにおいては、屈曲部１３０が２つの屈曲部１３６、１３７によって構成される。屈曲部１３６、１３７は、Ｙ軸方向の両端ではない位置に、所定距離を隔てて配置される。

　このように屈曲部１３０の数および配置を適宜調整することにより、逆Ｆアンテナとして機能する接地電極ＧＮＤａが屈曲部１３０の接地電極ＧＮＤｃに接続される位置を調整することができるので、逆Ｆアンテナの周波数を調整することができる。

　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　通信装置、２０　金属シャーシ、２１　主面、２３　側面、３０　ケース、４０　表示画面、５０　筐体、１００，１００Ａ～１００Ｈ　アンテナモジュール、１１１Ａ～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　分波器、１１８　ミキサ、１１９　増幅回路、１２０　アンテナ装置、１２０ａ　第１平坦部、１２０ｂ　第２平坦部、１２１ａ，１２１ｂ　放射素子、１２２　接続面、１２３　背面、１３０，１３１～１３７　屈曲部、１４０　接続部材、１５０　ばね接点、１５１　第１端子、１５２　第２端子、１７０，１７１　給電線、５００，５１０　整合回路、ＦＣ　フレキシブルケーブル、ＧＮＤａ～ＧＮＤｄ　接地電極、Ｐ１　接続ピン、ＰＤ　給電パッド、ＳＰ１，ＳＰ２　給電点。

Claims (11)

1. 　第１給電線および第１接地電極が屈曲された状態で配置される屈曲部と、
   　前記屈曲部に接続される第１平坦部とを備え、
   　前記第１平坦部は、
   　　前記屈曲部に接続される接続面と、
   　　前記接続面と交差する交差面と、
   　　前記接続面および前記交差面とは異なる側面と、
   　　前記交差面または前記側面に配置される外部端子と、
   　　前記交差面に沿って延在するように配置され、前記第１接地電極に接続されるとともに、前記外部端子に接続される第２接地電極と、
   　　前記第２接地電極に対向するように配置され、前記第１給電線に接続される放射素子とを有し、
   　前記放射素子は、前記第１給電線から給電されることによって第１周波数帯の電波を放射し、
   　前記第２接地電極は、前記外部端子から給電されることによって前記第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の電波を放射する、アンテナモジュール。
2. 　前記交差面は、前記接続面よりも前記屈曲部の内周側に位置する、請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 　前記第２接地電極は、前記交差面の法線方向から視た場合に長手方向と短手方向とを有する矩形形状を有し、
   　前記屈曲部は、
   　　前記第２接地電極における前記長手方向の一方の端部に接続される接地電極が配置される第１屈曲部と、
   　　前記第２接地電極における前記長手方向の他方の端部に接続される接地電極が配置される第２屈曲部とを有する、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
4. 　前記第２接地電極は、前記長手方向および前記短手方向の略中央部分において前記外部端子に接続される、請求項３に記載のアンテナモジュール。
5. 　前記第２接地電極は、前記交差面の法線方向から視た場合に長手方向と短手方向とを有する矩形形状を有し、
   　前記第１接地電極は、前記第２接地電極における前記長手方向の一方の端部に接続される、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
6. 　前記第２接地電極は、前記長手方向の中央部分よりも前記屈曲部に近い側の領域において前記外部端子に接続される、請求項５に記載のアンテナモジュール。
7. 　請求項１～６のいずれかに記載のアンテナモジュールを備える、通信装置。
8. 　前記アンテナモジュールは、前記屈曲部を介して前記第１平坦部に接続される第２平坦部をさらに備え、
   　前記通信装置は、
   　　第２給電線と、
   　　板状部材とをさらに備え、
   　前記板状部材は、
   　　前記第２平坦部と対向する主面と、
   　　前記主面と交差する側面とを有し、
   　前記第１平坦部の前記外部端子は、前記板状部材の側面と対向し、
   　前記第２給電線は、前記板状部材と前記第１平坦部との間の領域を前記板状部材の前記側面に沿って延在するように配置される、請求項７に記載の通信装置。
9. 　前記外部端子と前記第２給電線とは、ばね接点によって電気的に接続される、請求項８に記載の通信装置。
10. 　前記第２平坦部と前記板状部材の前記主面との間に配置され、前記屈曲部の前記第１給電線に給電する給電回路をさらに備える、請求項８または９に記載の通信装置。
11. 　前記通信装置は、平板形状を有し、
    　前記第１平坦部は、前記通信装置の側面に配置される、請求項７～１０のいずれかに記載の通信装置。

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