WO2024075334A1 - 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

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WO2024075334A1
WO2024075334A1 PCT/JP2023/019276 JP2023019276W WO2024075334A1 WO 2024075334 A1 WO2024075334 A1 WO 2024075334A1 JP 2023019276 W JP2023019276 W JP 2023019276W WO 2024075334 A1 WO2024075334 A1 WO 2024075334A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
antenna module
recess
magnetic core
power inductor
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Application number
PCT/JP2023/019276
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English (en)
French (fr)
Inventor
直応 大岩
健吾 尾仲
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

Definitions

  • This disclosure relates to an antenna module and a communication device equipped with the same, and more specifically, to a technique for suppressing degradation of antenna characteristics.
  • an antenna module includes a substrate, as well as a radiating element and various electronic components mounted on the substrate.
  • JP 2019-186741 A Patent Document 1 describes an antenna module in which an antenna element is mounted on one side of a substrate and multiple electronic components are arranged on the other side of the substrate.
  • Typical examples of this type of electronic component mounted on the antenna module substrate include RFICs (Radio Frequency Integrated Circuits), PMICs (Power Management Integrated Circuits), and power inductors.
  • RFICs Radio Frequency Integrated Circuits
  • PMICs Power Management Integrated Circuits
  • power inductors By reducing the height of these electronic components in the normal direction to the substrate surface, it is possible to achieve a low-profile antenna module. In particular, since power inductors are significantly larger than other electronic components, making them thinner is effective in reducing the profile of the antenna module.
  • a power inductor is composed of a magnetic core and a winding wound around the magnetic core.
  • it is necessary to increase the thickness of the magnetic core. If the thickness of the power inductor is reduced in order to achieve a low-profile antenna module, the DC bias characteristics of the power inductor will decrease, resulting in a problem of deterioration of the antenna characteristics of the antenna module.
  • This disclosure has been made to solve the problems described above, and its purpose is to reduce the height of the antenna module without degrading the antenna characteristics.
  • the antenna module comprises a first substrate having opposing first and second surfaces, a second substrate having opposing third and fourth surfaces and arranged such that the second and third surfaces of the first substrate face each other, a first ground electrode provided on the first substrate and facing the radiating element in the normal direction of the first substrate, a power inductor provided on the second substrate side of the first ground electrode when the first substrate is viewed in a plan view from the normal direction, and an electronic component provided on the second substrate side on the fourth substrate side and connected to the power inductor, the power inductor having a magnetic core and a winding wound around the magnetic core across the first substrate and the second substrate, and a recess in which the magnetic core is disposed is provided on at least one of the second substrate side of the first substrate and the third substrate side of the second substrate.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device to which an antenna module according to a first embodiment is applied; 2 is a plan view and a side perspective view of the antenna module of FIG. 1 .
  • 2A to 2C are diagrams showing specific examples of power inductors that are applied to the antenna module of FIG. 1 .
  • FIG. 11 is a side perspective view of an antenna module according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a side perspective view of an antenna module according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a side perspective view of an antenna module according to a fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a side perspective view of an antenna module according to a fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a side perspective view of an antenna module according to a sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a side perspective view of an antenna module according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a side perspective view of an antenna module according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a side perspective view of an antenna module according to a fourth
  • FIG. 13 is a block diagram of a communication device to which an antenna module according to a seventh embodiment is applied.
  • FIG. 10 is a plan view of the antenna module of FIG. 9 .
  • FIG. 10 is a side view of the antenna module of FIG. 9 in a mounted state.
  • 10 is a diagram for explaining a connection mode of a feeder line to a radiating element in the antenna module of FIG. 9 .
  • the communication device 10 is, for example, a mobile terminal such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet, or a personal computer equipped with a communication function.
  • An example of the frequency band of radio waves used in the antenna module 100 according to the first embodiment is radio waves in the millimeter wave band with center frequencies of, for example, 28 GHz and 60 GHz, but radio waves in other frequency bands can also be applied to the antenna module according to the present disclosure.
  • the communication device 10 includes an antenna module 100 and a BBIC 200 that constitutes a baseband signal processing circuit.
  • the antenna module 100 includes an RFIC 110, a PMIC 170, a power inductor 180, and an antenna device 120.
  • the RFIC 110 and the PMIC 170 are examples of electronic components (power supply circuit).
  • the PMIC 170 and the RFIC 110 are connected via multiple signal lines.
  • the multiple signal paths include a path that directly connects the PMIC 170 and the RFIC 110, and a path that connects the PMIC 170 and the RFIC 110 via a power inductor 180.
  • a power supply signal is transmitted from the PMIC 170 to the RFIC 110 via the power inductor 180.
  • the communication device 10 upconverts the signal transmitted from the BBIC 200 to the antenna module 100 to a high-frequency signal in the RFIC 110 and radiates it from the antenna device 120.
  • the communication device 10 transmits the high-frequency signal received by the antenna device 120 to the RFIC 110, downconverts it, and processes the signal in the BBIC 200.
  • the antenna device 120 includes dielectric substrates 131 and 132 and radiating elements 141A to 141D.
  • Each of the radiating elements 141A to 141D is a patch antenna having a flat plate shape.
  • the radiating elements 141A to 141D are arranged on the dielectric substrate 131.
  • the dielectric substrate 132 is arranged so as to overlap with the dielectric substrate 131.
  • FIG. 1 an example is shown in which the radiating elements 141A to 141D are arranged in a line to form a one-dimensional array. Instead of such an arrangement, the radiating elements 141A to 141D may be arranged in a two-dimensional array.
  • the number of radiating elements arranged on the dielectric substrate 131 is not limited to four. It is sufficient that one or more radiating elements are arranged on the dielectric substrate 131.
  • the RFIC 110 includes switches 111A-111D, 113A-113D, and 117, power amplifiers 112AT-112DT, low-noise amplifiers 112AR-112DR, attenuators 114A-114D, phase shifters 115A-115D, a signal combiner/demultiplexer 116, a mixer 118, and an amplifier circuit 119.
  • switches 111A-111D and 113A-113D are switched to the power amplifiers 112AT-112DT side, and switch 117 is connected to the transmitting amplifier of amplifier circuit 119.
  • switches 111A-111D and 113A-113D are switched to the low-noise amplifiers 112AR-112DR side, and switch 117 is connected to the receiving amplifier of amplifier circuit 119.
  • the signal transmitted from BBIC 200 to RFIC 110 is amplified by amplifier circuit 119 and up-converted by mixer 118.
  • the up-converted high-frequency transmission signal is split into four by signal combiner/splitter 116 and passes through four signal paths to be fed to radiating elements 141A-141D.
  • the phase shift of phase shifters 115A-115D arranged on each signal path is individually adjusted, so that the directivity of antenna device 120 can be adjusted.
  • attenuators 114A-114D adjust the strength of the transmission signal.
  • the received signals which are high-frequency signals received by the radiating elements 141A to 141D, are each passed through four different signal paths and combined by the signal combiner/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 a one-chip integrated circuit component including the above circuit configuration. Alternatively, it may be formed as an individual integrated circuit component for each power supply circuit. Furthermore, for the devices corresponding to each radiating element (switch, power amplifier, low-noise amplifier, attenuator, phase shifter), it may be formed as a one-chip integrated circuit component for each corresponding radiating element.
  • Fig. 2 is a diagram showing the antenna module 100 according to the first embodiment.
  • a plan view (Fig. 2(A)) of the antenna module 100 is shown in the upper part, and a side perspective view (Fig. 2(B)) is shown in the lower part.
  • antenna module 100 includes dielectric substrate 131, dielectric substrate 132, power feed lines 151A-151D, and ground electrode GND1.
  • the dielectric substrates 131 and 132 have a rectangular shape when viewed from the normal direction.
  • the dielectric substrates 131 and 132 are, for example, a low temperature co-fired ceramics (LTCC) multilayer substrate, a multilayer resin substrate formed by laminating multiple resin layers made of resins such as epoxy and polyimide, a multilayer resin substrate formed by laminating multiple resin layers made of liquid crystal polymer (LCP) having a lower dielectric constant, a multilayer resin substrate formed by laminating multiple resin layers made of fluorine-based resin, a multilayer resin substrate formed by laminating multiple resin layers made of PET (Polyethylene Terephthalate), or a ceramic multilayer substrate other than LTCC.
  • the dielectric substrate 131 does not necessarily have to have a multilayer structure and may be a single-layer substrate.
  • the normal direction of the dielectric substrate 131 is defined as the Z-axis direction.
  • the arrangement direction of the radiating elements 141A to 141D is defined as the X-axis, and the direction perpendicular to the X-axis is defined as the Y-axis.
  • the dielectric substrates 131 and 132 are arranged one on top of the other in the Z-axis direction and connected by a number of solder bumps 160.
  • the substrate surface S2 of the dielectric substrate 131 faces the substrate surface S3 of the dielectric substrate 132.
  • Radiating elements 141A to 141D are arranged on the substrate surface S1 of the dielectric substrate 131.
  • the RFIC 110 and PMIC 170 are disposed on the substrate surface S4 of the dielectric substrate 132. As shown by the dashed lines in FIG. 2, the RFIC 110 and PMIC 170 may be sealed in a sealing body 190 that is provided with a sealing resin and a sputter shield. The RFIC 110 and PMIC 170 are connected to the substrate surface S4 by a plurality of solder bumps 160. The RFIC 110 and PMIC 170 may be connected to the dielectric substrate 132 by a multi-pole connector provided on the substrate surface S4.
  • the radiating elements 141A to 141D are flat electrodes having a rectangular shape.
  • the radiating elements 141A to 141D are arranged on the dielectric substrate 131 in a manner that exposes them to the substrate surface S1.
  • the radiating elements 141A to 141D may be arranged inside the dielectric substrate 131.
  • High-frequency signals are supplied to the radiating elements 141A to 141D from the RFIC 110 via the power feed lines 151A to 151D, respectively.
  • the power feed lines 151A to 151D are an example of a power feed line that supplies the high-frequency signals output from the electronic component to the radiating elements.
  • the ground electrode GND1 faces the radiating elements 141A to 141D in the normal direction of the dielectric substrate 131.
  • the ground electrode GND1 is disposed within the dielectric substrate 131 so as to cover substantially the entire area of a plane including the X-axis and Y-axis within the dielectric substrate 131.
  • the power inductor 180 is located between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132.
  • a capacitor for suppressing ripples may be placed in the path between the power inductor 180 and the RFIC 110. Alternatively, to reduce the height, the capacitor for suppressing ripples may be embedded in the same position as the power inductor 180.
  • the power inductor 180 is located closer to the dielectric substrate 132 than the ground electrode GND1.
  • the power inductor 180 is composed of a magnetic core 181 and a winding 182 wound around the magnetic core 181.
  • FIG. 3 is a diagram showing a specific example of a power inductor that can be applied to the antenna module 100 of FIG. 1.
  • FIG. 3(A) shows a power inductor 180 made up of a toroidal coil.
  • the power inductor 180 made up of a toroidal coil is made up of a donut-shaped magnetic core 181 and a winding 182 wound around the magnetic core 181.
  • toroidal coils Unlike coils that use rod-shaped cores, toroidal coils have a low amount of magnetic flux leaking out of the winding 182, making them highly stable. Therefore, by using a toroidal coil, the effects of high-frequency noise can be reduced.
  • the toroidal coil is placed in the recess 1310 shown in FIG. 2 so that the imaginary central axis CL is parallel to the Z-axis direction.
  • FIG. 3B shows a power inductor 180A composed of a rod-shaped magnetic core 181A and a winding 182A.
  • a power inductor 180A may be used in the antenna module 100 instead of the power inductor 180 composed of a toroidal coil.
  • the power inductor 180A is arranged in the recess 1310 shown in FIG. 2.
  • the direction of the magnetic flux generated in the power inductor 180A is parallel to the X-axis direction.
  • the influence of the magnetic flux on the antenna and the RFIC 110 can be reduced compared to when the central axis CL is arranged perpendicular to the X-axis direction, and the stability of the antenna module 100 can be improved.
  • a recess 1310 for disposing the magnetic core 181 is formed on the substrate surface S2 side of the dielectric substrate 131.
  • the surface of the magnetic core 181 on the substrate surface S2 side and the substrate surface S2 are flush with each other.
  • the surface of the magnetic core 181 on the substrate surface S2 side and the substrate surface S3 of the dielectric substrate 132 are connected by a plurality of solder bumps 160.
  • the winding 182 is wound around the magnetic core across the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132.
  • the winding 182 is formed on the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132 and is composed of via conductors that extend in the normal direction of the dielectric substrate 131, wiring that extends perpendicular to the normal direction, and solder bumps 160 that connect the surface of the magnetic core 181 on the substrate surface S2 side to the substrate surface S3 of the dielectric substrate 132.
  • winding 182 One end of the winding 182 is connected to the PMIC 170, and the other end of the winding 182 is connected to the RFIC 110.
  • the winding 182 forms a power supply line that connects the RFIC 110 and the PMIC 170 via the magnetic core 181 of the power inductor 180.
  • a power supply signal is transmitted from the PMIC 170 to the RFIC 110 via the power supply line formed by the winding 182.
  • the RFIC 110 and the PMIC 170 are examples of electronic components connected to the power inductor 180.
  • the windings on the dielectric substrate 132 may be formed only by wiring routed on the substrate surface S3. In this configuration, the windings can be brought closer to the magnetic core 181 than when the windings on the dielectric substrate 132 include vias. As a result, the DC superposition characteristics of the power inductor 180 can be further improved.
  • the antenna module 100 is formed by stacking the dielectric substrate 131, in which the magnetic core 181 is disposed in the recess 1310, and the dielectric substrate 132, on which electronic components such as the RFIC 110 and the PMIC 170 are mounted. Furthermore, the power inductor 180 included in the antenna module 100 is formed by winding the winding 182 around the magnetic core 181 across the dielectric substrates 131 and 132.
  • the thickness of the power inductor 180 in the Z-axis direction can be absorbed by the dielectric substrate 131.
  • the thickness of the antenna module 100 in the Z-axis direction can be prevented from increasing due to the power inductor 180.
  • the magnetic core 181 is particularly intended to be placed in the recess 1310 for the following reasons.
  • the power inductor 180 including the magnetic core 181 is much thicker than other electronic components, so reducing the effect of the thickness of the magnetic core 181 on the thickness of the antenna module 100 is effective in reducing the height of the antenna module.
  • the power inductor 180 is forced to make the magnetic core 181 thicker in order to improve the DC superposition characteristics.
  • the RFIC 110 and PMIC 170 generate a lot of heat, so if they are placed between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132, a heat dissipation structure must be provided, resulting in a complex structure.
  • the magnetic core 181 of the power inductor 180 is selected as the object to be placed in the recess 1310. According to this embodiment, it is possible to reduce the height of the antenna module 100 without sacrificing the thickness of the power inductor 180, that is, without degrading the antenna characteristics due to a decrease in the DC superposition characteristics of the power inductor 180.
  • the thickness of the dielectric substrates 131, 132 must be designed taking into consideration the effect that the substrate thickness has on the antenna characteristics of the radiating elements 141A-141D. This is because if the dielectric substrate 131 is designed to be thin, the distance between the radiating elements 141A-141D and the ground electrode GND1 becomes shorter, and good antenna characteristics cannot be obtained.
  • the area of the dielectric substrate 132 can be divided into areas T1 and T2 by the ground electrode GND1.
  • the thickness of area T1 in the Z-axis direction corresponds to the distance between the radiating elements 141A-141D and the ground electrode GND1.
  • the thickness of region T1 which affects the antenna characteristics, is maintained at an appropriate thickness, while the thickness of region T2 is reduced.
  • the thickness of region T2 is designed taking into consideration the thickness of power inductor 180 including magnetic core 181. In this way, by making the thickness of dielectric substrate 131 smaller, it is possible to further reduce the height of antenna module 100 and prevent the antenna characteristics from deteriorating.
  • the power inductor 180 and the PMIC 170 are arranged so that they overlap.
  • the power inductor 180 and the RFIC 110 are arranged so that they overlap.
  • one end of the winding 182 of the power inductor 180 can be connected to the PMIC 170 at the shortest distance, and the other end of the winding 182 of the power inductor 180 can be connected to the RFIC 110 at the shortest distance.
  • the size (area) of the dielectric substrate 132 can also be reduced.
  • the power inductor 180 is disposed in the area between the PMIC 170 and the RFIC 110 (see FIG. 2). This allows the length of the power feeder connecting the PMIC 170 and the RFIC 110 to be shortened. As a result, high-frequency noise can be reduced.
  • the power feeders 151A-151D are wired through a portion away from the power inductor 180 in the Y-axis direction, rather than passing through the inside of the power inductor 180. That is, in the antenna module 100, the power feeders 151A-151D are arranged at a position where they do not overlap with the power inductor 180 when viewed in a plan view from the normal direction of the dielectric substrate 131. This allows the power feeders 151A-151D to be arranged at a distance from the power inductor 180. As a result, it is possible to suppress noise from being mixed into the signals flowing through the power feeders 151A-151D due to the influence of the power inductor 180.
  • the power feeders 151A-151D are wired in positions that do not overlap with the power inductor 180 when viewed in a plan view from a direction (Y-axis direction) that is perpendicular to the normal direction of the dielectric substrate 131 and perpendicular to the long side of the dielectric substrate 131.
  • This allows the power feeders 151A-151D to be spaced apart from the power inductor 180 while keeping the layout dimensions of the dielectric substrates 131 and 132 limited.
  • the antenna module can be made low-profile without degrading the antenna characteristics.
  • the power inductor 180 is disposed in the antenna module 100 by utilizing the thickness of the dielectric substrate 131, so that the effect of the thickness of the power inductor 180 on the thickness of the antenna module 100 can be reduced.
  • the dielectric substrate 132 may be configured so that only one of the RFIC 110 and the PMIC 170 overlaps the power inductor 180 when the dielectric substrate 132 is viewed in a planar view from the normal direction.
  • the magnetic core 181 is disposed on the dielectric substrate 131, but the magnetic core 181 may also be configured to be disposed on the dielectric substrate 132. In this case, it is conceivable to provide a recess in place of the recess 1310 on the substrate surface S3 side of the dielectric substrate 132.
  • FIG. 4 is a plan view and a side perspective view of an antenna module 100A according to embodiment 2.
  • the antenna module 100A includes an RFIC 110, a PMIC 170, and an antenna device 120A.
  • the antenna module 100A according to the second embodiment differs from the antenna module 100 according to the first embodiment in that a portion of the magnetic core 181 protrudes beyond the substrate surface S2. In the antenna module 100A according to the second embodiment, a portion of the magnetic core 181 protrudes beyond the substrate surface S2, and the protruding portion exists in the space between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132.
  • the magnetic core 181 is arranged to protrude toward the dielectric substrate 132 from the substrate surface S2. According to the second embodiment, since it is not necessary to fit the entire magnetic core 181 into the recess 1310, the depth of the recess 1310 in the Z-axis direction can be made shallower than in the first embodiment. This allows the thickness of the dielectric substrate 131 to be reduced. As a result, an even lower profile can be achieved for the antenna module 100A.
  • the depth of the recess 1310 in the Z-axis direction may be the same size as in the first embodiment.
  • a magnetic core thicker than the magnetic core 181 shown in FIG. 2 may be used in the second embodiment. Even when such a magnetic core is used, the part of the magnetic core protruding from the recess 1310 can be contained in the space between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132.
  • the height of the antenna module 100A can be reduced while the power inductor 180 with better DC superposition characteristics is adopted, thereby improving the performance of the antenna module 100A.
  • a clearance is provided between the surface of the magnetic core 181 and the substrate surface S3 of the dielectric substrate 132.
  • the purpose of providing this clearance is to absorb the variation in size of the power inductor 180 that occurs when manufacturing the power inductor 180.
  • the magnetic core 181 can be contained between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132.
  • the size of the gap between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132 may be designed without providing such a clearance, on the premise that the surface of the magnetic core 181 contacts the substrate surface S3 of the dielectric substrate 132.
  • antenna module 100A is the same as that of antenna module 100, except that a portion of magnetic core 181 protrudes beyond substrate surface S2. For this reason, a detailed description of the other configurations of antenna module 100A will not be repeated here.
  • FIG. 5 is a side perspective view of an antenna module 100B according to embodiment 3.
  • the antenna module 100B includes an RFIC 110, a PMIC 170, and an antenna device 120B.
  • the antenna module 100B according to the third embodiment differs from the antenna module 100 according to the first embodiment in that a portion of the magnetic core 181 protrudes beyond the substrate surface S2, and a portion of the protruding portion is disposed inside the dielectric substrate 132A. As shown in FIG. 5, a recess 1320 in which a portion of the magnetic core 181 is disposed is formed on the substrate surface S3 side of the dielectric substrate 132A.
  • the magnetic core 181 is arranged in the recess 1310 of the dielectric substrate 131, the recess 1320 of the dielectric substrate 132A, and the space between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132A.
  • the recess 1310 is an example of a first recess provided on the substrate surface S2 side of the dielectric substrate 131.
  • the recess 1320 is an example of a second recess provided on the substrate surface S3 side of the dielectric substrate 132, facing the first recess.
  • the depth of the recess 1310 in the Z-axis direction can be made shallower than in the first embodiment. This allows the thickness of the dielectric substrate 131 to be made thinner. As a result, an even lower profile can be achieved for the antenna module 100B.
  • the thickness of the magnetic core 181 is absorbed by the recess 1310 formed in the dielectric substrate 131 and the recess 1320 formed in the dielectric substrate 132A. Therefore, according to the third embodiment, the depth of the recess 1310 in the Z-axis direction can be made shallower than in the second embodiment. As a result, according to the third embodiment, the antenna module 100B can be made lower in height than in the first and second embodiments.
  • the depth of the recess 1310 in the Z-axis direction may be the same size as in the first embodiment.
  • a magnetic core thicker than the magnetic core 181 shown in FIG. 2 may be used in the third embodiment. Even when such a magnetic core is used, the part of the magnetic core protruding from the recess 1310 can be contained in the space between the dielectric substrate 131 and the dielectric substrate 132 and in the recess 1320.
  • the height of the antenna module 100B can be reduced while the power inductor 180 with better DC superposition characteristics is used, thereby improving the performance of the antenna module 100B.
  • antenna module 100B is the same as that of antenna module 100, except that a portion of magnetic core 181 protrudes beyond substrate surface S2, and a portion of this protruding portion is located inside dielectric substrate 132A. For this reason, a detailed description of the other configurations of antenna module 100B will not be repeated here.
  • [Fourth embodiment] 6 is a side perspective view of an antenna module 100C according to embodiment 4.
  • the antenna module 100C includes an RFIC 110, a PMIC 170, and an antenna device 120C.
  • the antenna module 100C according to the fourth embodiment corresponds to the antenna module 100B according to the third embodiment, in which the magnetic core 181 is divided into two.
  • the power inductor 180B is formed by the magnetic core 181b, the magnetic core 181c, and the winding 182 wound around the magnetic cores 181b and 181c.
  • Magnetic core 181b is disposed in recess 1310.
  • Magnetic core 181c is disposed in recess 1320.
  • Magnetic core 181b is an example of a first core.
  • Magnetic core 181c is an example of a second core.
  • a gap exists between the magnetic core 181b and the magnetic core 181c.
  • no such gap exists because the magnetic core 181 is integrally formed.
  • Gaps in the magnetic core can disrupt the flow of magnetic flux, which may adversely affect the DC superposition characteristics of the power inductor.
  • embodiment 3, which employs an integrated magnetic core 181 has more potential for providing an antenna module with better antenna characteristics than embodiment 4, which employs split magnetic cores 181b and 181c.
  • the first thing to consider is the relationship between the size of the recesses 1310, 1320 and the size of the magnetic core 181. If the former size is larger than the latter, the magnetic core 181 will not fit into the recesses 1310, 1320. Normally, the size of the magnetic core 181 varies during the manufacturing process. Therefore, it is necessary to design the sizes of the recesses 1310, 1320 by providing a margin in the X-axis direction for each of the recesses 1310 and 1320, taking into account the variation in the size of the magnetic core 181.
  • the second thing to consider is the positional relationship between magnetic core 181 and the other recess when substrate surface S2 of dielectric substrate 131 and substrate surface S3 of dielectric substrate 132 are overlapped with magnetic core 181 placed in one of recesses 1310, 1320. If there is a large misalignment in this positional relationship, magnetic core 181 may not fit into the other recess, even if a margin in the X-axis direction is provided in each of recesses 1310 and 1320 to take into account the variation in size of magnetic core 181.
  • the gap between the recesses 1310, 1320 and the magnetic core 181 becomes large.
  • the size of the power inductor 180 becomes smaller for the same occupied volume, and as a result, the DC superposition characteristics are degraded.
  • the volume of the recesses 1310, 1320 must be increased, and as a result, the size of the dielectric substrate 131 becomes larger.
  • the margins in the X-axis direction of the recesses 1310 and 1320 can be determined by considering only the relationship between the size of the recess 1310 and the size of the magnetic core 181b, and the relationship between the size of the recess 1320 and the size of the magnetic core 181c.
  • the magnetic core 181b can be placed in the recess 1310 without any problems, and the magnetic core 181c can be placed in the recess 1320 without any problems.
  • the dielectric substrate 131 with the magnetic core 181b in the recess 1310 and the dielectric substrate 132 with the magnetic core 181c in the recess 1320 are overlapped, the magnetic cores 181b and 181c are aligned to manufacture the antenna module 100C shown in FIG. 6.
  • the gap between the recess 1310 and the magnetic core 181b, and the gap between the recess 1320 and the magnetic core 181c can be reduced.
  • the margin in the X-axis direction can be reduced when designing recesses 1310 and 1320 compared to when an integrated magnetic core 181 is used.
  • the size of power inductor 180 can be prevented from becoming smaller, and as a result, the desired DC superposition characteristics can be ensured.
  • the volume of recesses 1310 and 1320 can be prevented from increasing, and as a result, the size of dielectric substrate 131 can be prevented from increasing.
  • the cross-sectional area of magnetic core 181b, which faces magnetic cores 181b, 181c across the gap is made the same as the cross-sectional area of magnetic core 181c.
  • antenna module 100C is the same as that of antenna module 100B, except that the magnetic core is divided into two. For this reason, a detailed description of the other configurations of antenna module 100C will not be repeated here.
  • FIG. 7 is a side perspective view of an antenna module 100D according to embodiment 5.
  • the antenna module 100D includes an RFIC 110, a PMIC 170, and an antenna device 120D.
  • the antenna module 100D according to the fifth embodiment differs from the antenna module 100 according to the first embodiment in the wiring paths of the power feeders 151A to 151D.
  • the power feeders 151C and 151D are wired at positions that overlap with the power inductor 180.
  • the power feeders 151C and 151D do not pass through the inside of the power inductor 180, but are wired through a portion away from the power inductor 180 in the Y-axis direction.
  • the power feeders 151A to 151D are wired so as to overlap the power inductor 180.
  • all of the power feeders 151A to 151D may be wired so as to overlap the power inductor 180.
  • the feeders 151A-151D extending from the RFIC 110 to the radiating elements 141A-141D are deployed in the X-axis direction using region T1 of the dielectric substrate 131 and connected to the radiating elements 141A-141D. Therefore, in the case of the first embodiment, it is necessary to ensure a thickness in region T1 to allow the feeders 151A-151D to be deployed in the X-axis direction. As a result, there is a risk that the dielectric substrate 131 will become thick.
  • the power feeders 151A-151D extending from the RFIC 110 to the radiating elements 141A-141D are deployed in the X-axis direction using the region T2 of the dielectric substrate 131 and are connected to the radiating elements 141A-141D.
  • the power feeders 151C and 151D extending to the radiating elements 141C and 141D pass through a position that overlaps with the power inductor 180 when the dielectric substrate 131 is viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the power feed lines 151C, 151D are wired to pass between the power inductor 180 and the ground electrode GND11, it is necessary to provide a space between the power inductor 180 and the ground electrode GND11 for wiring the power feed lines 151C, 151D. In this case, it is necessary to make the region T2 thicker. However, as in embodiment 5, by wiring the power feed lines 151C, 151D so that they pass through a position overlapping the power inductor 180, the thickness of the region T2 can be made even smaller.
  • the frequency band of the signals flowing through the power feeders 151A-151D is significantly different from the frequency band of the signals flowing through the power inductor 180. For this reason, even if the power feeders 151A-151D are wired near the power inductor 180, it is unlikely that unwanted electromagnetic field coupling that would adversely affect the antenna characteristics will occur there.
  • a power inductor 180 configured with a toroidal coil as shown in FIG. 3(A).
  • a toroidal coil has high stability because the amount of magnetic flux inside the winding 182 that leaks out is small. Therefore, even if the power feed lines 151A to 151D are wired next to the power inductor 180, it is possible to prevent the magnetic flux generated by the power inductor 180 from interfering with the signals of the power feed lines 151A to 151D.
  • the power feed lines 151C and 151D are wired so as to overlap the power inductor 180.
  • the height of the antenna module 100A can be reduced, while the performance of the antenna module 100D can be improved by employing a power inductor 180 with excellent DC superposition characteristics.
  • antenna module 100D is the same as that of antenna module 100, except for the wiring paths of power feeders 151A-151D. For this reason, detailed descriptions of other configurations of antenna module 100D will not be repeated here.
  • Sixth Embodiment 8 is a side perspective view of an antenna module 100E according to embodiment 6.
  • the antenna module 100E includes an RFIC 110, a PMIC 170, and an antenna device 120E.
  • the antenna module 100E according to the sixth embodiment differs from the antenna module 100 according to the first embodiment in that a ground electrode GND2 is disposed on the dielectric substrate 132.
  • the power inductor 180 is disposed between the ground electrode GND1 on the dielectric substrate 131 side and the ground electrode GND2 on the dielectric substrate 132 side.
  • the ground electrode GND1 can suppress electromagnetic field coupling that may occur between the power inductor 180 and the radiating elements 141A-141D
  • the ground electrode GND2 can suppress electromagnetic field coupling that may occur between the power inductor 180 and the RFIC 110 and the PMIC 170. This can suppress deterioration of the antenna characteristics of the antenna module 100E, and can reduce the introduction of high-frequency noise into the RFIC 110 and the PMIC 170.
  • antenna module 100E is the same as that of antenna module 100, except that ground electrode GND2 is disposed on the dielectric substrate 132 side. For this reason, detailed descriptions of other configurations of antenna module 100E will not be repeated here.
  • FIG. 9 is an example of a block diagram of a communication device 10A to which an antenna module 100F according to the seventh embodiment is applied.
  • the communication device 10A includes an antenna module 100A and a BBIC 200, similar to the communication device 10 shown in FIG. 1.
  • the antenna module 100F includes an RFIC 110A, an antenna device 120F, a power supply circuit 195, and a control circuit 196.
  • the antenna device 120F in the antenna module 100F is configured to include at least one antenna group, and each antenna group includes eight radiating elements.
  • FIG. 9 shows an example in which the antenna device 120F includes one antenna group, in other words, eight radiating elements 121A-121H.
  • the radiating elements H are arranged in a 2x4 array on the dielectric substrate 135.
  • multiple radiating elements may be collectively referred to as "radiating element 121".
  • the antenna group is divided into four element pairs.
  • Each element pair includes two radiating elements adjacent to each other.
  • the first element pair includes radiating elements 121A and 121B
  • the second element pair includes radiating elements 121C and 121D
  • the third element pair includes radiating elements 121E and 121F
  • the fourth element pair includes radiating elements 121G and 121H.
  • a high-frequency signal is supplied to the two radiating elements of each element pair from a common feeder line.
  • the antenna module 100F one RFIC is provided for each antenna group. In other words, high-frequency signals are supplied to eight radiating elements from one RFIC. Therefore, when the antenna module 100F includes multiple antenna groups, the same number of RFICs as the number of antenna groups are provided.
  • the antenna module 100F is a so-called dual-band type antenna module capable of radiating two different polarization directions from each radiating element. Therefore, the RFIC 110A includes a circuit that supplies a high-frequency signal corresponding to radio waves in a first polarization direction, and a circuit that supplies a high-frequency signal corresponding to radio waves in a second polarization direction.
  • RFIC 110A includes switches 111A to 111H, 113A to 113H, 117A, 117B, power amplifiers 112AT to 112HT, low noise amplifiers 112AR to 112HR, attenuators 114A to 114H, phase shifters 115A to 115H, signal combiner/demultiplexers 116A, 116B, mixers 118A, 118B, and amplifier circuits 119A, 119B.
  • the switches 111A to 111D, 113A to 113D, and 117A, the power amplifiers 112AT to 112DT, the low-noise amplifiers 112AR to 112DR, the attenuators 114A to 114D, the phase shifters 115A to 115D, the signal combiner/demultiplexer 116A, the mixer 118A, and the amplifier circuit 119A are circuits for the first polarization.
  • the switches 111E to 111H, 113E to 113H, and 117B, the power amplifiers 112ET to 112HT, the low-noise amplifiers 112ER to 112HR, the attenuators 114E to 114H, the phase shifters 115E to 115H, the signal combiner/demultiplexer 116B, the mixer 118B, and the amplifier circuit 119B are circuits for the second polarization.
  • the configuration of the circuits for each polarization is similar to that of the RFIC 110 shown in FIG. 1, so detailed description will not be repeated.
  • the radiating elements 121A and 121B of the first element pair are supplied with a high frequency signal for the first polarization from the switch 111A, and a high frequency signal for the second polarization from the switch 111E.
  • the radiating elements 121C and 121D of the second element pair are supplied with a high frequency signal for the first polarization from the switch 111B, and a high frequency signal for the second polarization from the switch 111F.
  • the radiating elements 121E and 121F of the third element pair are supplied with a high frequency signal for the first polarization from the switch 111C, and a high frequency signal for the second polarization from the switch 111G.
  • the radiating elements 121G and 121H of the fourth element pair are supplied with a high frequency signal for the first polarization from the switch 111D, and a high frequency signal for the second polarization from the switch 111H.
  • the power supply circuit 195 converts the voltage received from outside the antenna module 100F into a predetermined voltage, and generates a power supply voltage for operating the RFIC 110A, the control circuit 196, and the power supply circuit 195 itself.
  • the power supply circuit 195 includes the PMIC 170 and power inductor 180 in the first embodiment.
  • the control circuit 196 is a circuit for controlling active elements such as switches and amplifier circuits included in the RFIC 110A, and includes a control IC configured, for example, by a digital circuit.
  • Figure 10 is a plan view of the antenna module 100F of Figure 9.
  • Figure 11 is a side view of the antenna module 100F of Figure 9 mounted inside the communication device 10A.
  • the antenna module 100F has a dielectric substrate 135 on which a plurality of radiating elements 121 are arranged, and a dielectric substrate 136 on which an RFIC 100A is mounted.
  • Each of the dielectric substrates 135 and 136 has a flat plate shape, and has a substantially rectangular shape when viewed from above in the normal direction.
  • the normal direction of the dielectric substrate 135 is the Z-axis direction
  • the long side direction is the X-axis direction
  • the short side direction is the Y-axis direction.
  • antenna groups i.e., 64 radiating elements 121
  • the radiating elements 121 are arranged on the inner layer of the dielectric substrate 135, but the radiating elements 121 may be arranged exposed on the substrate surface S10 in the positive direction of the Z axis of the dielectric substrate 135.
  • a dielectric substrate 136 is mounted by solder bumps 165 in the area of the underside of the radiating elements 121 on the substrate surface S11 in the negative direction of the Z axis of the dielectric substrate 135.
  • An RFIC 110A is mounted on the dielectric substrate 136.
  • a high-frequency signal is supplied from the RFIC 110A to each radiating element 121 via the solder bumps 165.
  • the RFIC 110A in FIG. 11 includes eight sets of the circuits described in FIG. 9.
  • a control circuit 196 is disposed on the substrate surface S10 of the dielectric substrate 135.
  • a power supply circuit 195 is disposed on the substrate surface S11 of the dielectric substrate 135. Note that in FIG. 11, the power supply circuit 195 is depicted as a single element, but the elements included in the power supply circuit 195 may be dispersed and disposed on the dielectric substrate 135.
  • the power inductor included in the power supply circuit 195 is arranged, for example, straddling the dielectric substrate 135 and the dielectric substrate 136.
  • the power inductor is arranged straddling the two dielectric substrates.
  • a connector 210 is disposed on the substrate surface S11 of the dielectric substrate 135.
  • the connector 210 is configured so as to be connectable to a connector 215 of a mounting substrate 250 fixed to the housing 50 of the communication device 10A.
  • the antenna module 100F is mounted on the mounting substrate 250.
  • the negative surface of the Z-axis of the RFIC 110A is connected to a heat transfer member 270 arranged on a metal block 260 via a solder bump 166.
  • the heat transfer member 270 is made of a material with a relatively high thermal conductivity, such as copper or aluminum.
  • the metal block 260 is fixed to the housing 50 of the communication device 10A. That is, the RFIC 110A is supported by the metal block 260 and the heat transfer member 270. With this configuration, heat generated by the RFIC 110A is dissipated through the heat transfer member 270, the metal block 260, and the housing 50, so that deterioration of the characteristics of the RFIC 110A due to heat can be suppressed.
  • a heat sink 265 may be arranged between the metal block 260 and the housing 50 to further enhance the heat dissipation effect.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the connection of the feeder line to the radiating elements in each element pair.
  • the connection of the feeder line for the first element pair including radiating elements 121A and 121B is explained.
  • the normal direction of the dielectric substrate 135 is the Z axis
  • the arrangement direction of radiating elements 121A and 121B is the X axis
  • the direction perpendicular to the X axis and Z axis is the Y axis.
  • Radiating element 121B is positioned further away from radiating element 121A in the positive direction of the X axis.
  • each of radiating elements 121A and 121B has one feed point for radio waves polarized in the X-axis direction, and two feed points for radio waves polarized in the Y-axis direction. More specifically, for radiating element 121A, feed point SP1A is located at a position offset in the negative direction of the X-axis from the center of radiating element 121A. In addition, feed point SP21A is located at a position offset in the positive direction of the Y-axis from the center of radiating element 121A, and feed point SP22A is located at a position offset in the negative direction of the Y-axis.
  • feed point SP1B is located at a position offset in the positive direction of the X-axis from the center of radiating element 121B.
  • feed point SP21B is located at a position offset in the positive direction of the Y-axis from the center of radiating element 121B
  • feed point SP22B is located at a position offset in the negative direction of the Y-axis.
  • Feed line 155A from switch 111A (Fig. 9) of RFIC 110A branches at branch point N1 and is connected to feed point SP1A of radiating element 121A and feed point SP1B of radiating element 121B.
  • Feed line 155B from switch 111E (Fig. 9) of RFIC 110A branches at branch point N2, and one of the branches branches further at branch point N3 and is connected to feed points SP21A and SP22A of radiating element 121A.
  • the other of feed line 155B branched at branch point N2 branches further at branch point N4 and is connected to feed points SP21B and SP22B of radiating element 121B.
  • the distance along feeder 155A from branch point N1 to feed point SP1A of radiating element 121A is defined as L1
  • the distance along feeder 155A from branch point N1 to feed point SP1B of radiating element 121B is defined as L2 (L1 ⁇ L2).
  • the effective wavelength in the dielectric substrate of the radio waves radiated from radiating elements 121A and 121B is defined as ⁇
  • the difference between distance L1 and distance L2 is set to ⁇ /2 or an odd multiple of ⁇ /2.
  • the phase of the high frequency signal supplied to feed point SP1A and the phase of the high frequency signal supplied to feed point SP1B are set to be opposite phases.
  • feed point SP1A of radiating element 121A is offset from the center of the element in the negative direction of the X-axis
  • feed point SP1B of radiating element 121B is offset from the center of the element in the positive direction of the X-axis. Therefore, when high-frequency signals of the same phase are supplied to feed points SP1A and SP1B, radio waves of opposite phases are emitted from radiating elements 121A and 121B. Therefore, by making the distances from branch point N1 of feed line 155A to feed points SP1A and SP1B different and supplying high-frequency signals of opposite phases to feed points SP1A and SP1B, it is possible to radiate radio waves of the same phase from radiating elements 121A and 121B.
  • the distance from branch point N3 to feed point SP21A and the distance from branch point N4 to feed point SP21B are defined as L3.
  • the distance from branch point N3 to feed point SP22A and the distance from branch point N4 to feed point SP22B are defined as L4 (L3 ⁇ L4). Note that the distance between branch point N2 and branch point N3 is the same as the distance between branch point N2 and branch point N4.
  • the difference between distances L3 and L4 is set to ⁇ /2 or an odd multiple of ⁇ /2.
  • high-frequency signals of opposite phases are supplied to feed points SP21A and SP22A.
  • high-frequency signals of opposite phases are supplied to feed points SP21B and SP22B.
  • feed point SP21A and feed point SP22A are offset in opposite directions on the Y axis from the center of radiating element 121A.
  • feed point SP21B and feed point SP22B are offset in opposite directions on the Y axis from the center of radiating element 121B. Therefore, in each radiating element, high-frequency signals of opposite phases are supplied to the two feed points, so that the phase of the radio wave corresponding to one feed point and the phase of the radio wave corresponding to the other feed point become the same phase.
  • the high-frequency signals supplied to the two power supply points do not have to be completely out of phase, but may be approximately out of phase.
  • approximately out of phase includes a phase difference in the range of 180° ⁇ 10°.
  • An antenna module includes a first substrate having opposing first and second surfaces, a second substrate having opposing third and fourth surfaces and disposed such that the second and third surfaces of the first substrate face each other, a radiating element disposed on the first substrate on the first substrate side, a first ground electrode disposed on the first substrate and opposed to the radiating element in the normal direction of the first substrate, a power inductor disposed closer to the second substrate side than the first ground electrode when the first substrate is viewed in a plan view from the normal direction, and an electronic component disposed on the fourth substrate side of the second substrate and connected to the power inductor, the power inductor having a magnetic core and a winding wound around the magnetic core across the first and second substrates, and a recess in which the magnetic core is disposed is disposed on at least one of the second substrate side of the first substrate and the third substrate side of the second substrate.
  • the recess is a first recess provided on the second surface side of the first substrate, and a second recess facing the first recess is provided on the third surface side of the second substrate, the magnetic core is separated into a first core and a second core, the first core is disposed in the first recess, and the second core is disposed in the second recess.
  • An antenna module according to any one of 1 to 4, further comprising a power feeder arranged on the first substrate for supplying a signal output from the electronic component to the radiating element, the power feeder being arranged at a position that does not overlap with the power inductor when viewed in a plan view from the normal direction of the first substrate.
  • An antenna module according to any one of paragraphs 1 to 4, further comprising a power feeder arranged on the first substrate for supplying a signal output from the electronic component to the radiating element, the power feeder being wired in a position that overlaps with the power inductor when the first substrate is viewed in a plan view from a direction perpendicular to the normal direction.
  • the antenna module according to any one of 1 to 4, further comprising a power feeder arranged on a first substrate for supplying a signal output from an electronic component to a radiating element, the first substrate being a rectangular substrate having long and short sides, the power feeder being wired at a position perpendicular to the normal direction of the first substrate and not overlapping with the power inductor when viewed in a plan view from a direction perpendicular to the long side.
  • An antenna module according to any one of paragraphs 1 to 7, further comprising a second ground electrode disposed on the second substrate, and the power inductor is disposed between the first ground electrode and the second ground electrode in the normal direction to the second substrate.
  • a communication device is equipped with an antenna module described in any one of the items 1 to 10.

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Abstract

アンテナモジュール（１００）は、対向する第１面および第２面を有する第１基板（１３１）と、対向する第３面および第４面を有し、第１基板（１３１）の第２面と第３面とが対向するように配置される第２基板（１３２）と、第１基板（１３１）において第１面側に設けられる放射素子（１４１Ａ～１４１Ｄ）と、第１基板（１３１）に設けられ、第１基板（１３１）の法線方向において放射素子（１４１Ａ～１４１Ｄ）と対向する第１接地電極（ＧＮＤ１）と、第１基板（１３１）を法線方向から平面視した場合に、第１接地電極（ＧＮＤ１）よりも第２基板（１３２）側に設けられるパワーインダクタ（１８０）と、第２基板（１３２）において第４面側に設けられ、パワーインダクタ（１８０）と接続される電子部品（１１０，１７０）とを備え、パワーインダクタ（１８０）は、磁性体コア（１８１）と、第１基板（１３１）と第２基板（１３２）とに跨がって磁性体コア（１８１）の周囲を巻回する巻線（１８２）とを有し、第１基板（１３１）の第２面側および第２基板（１３２）の第３面側の少なくとも一方に、磁性体コア（１８１）が配置される凹部（１３１０，１３２０）が設けられている。

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、アンテナ特性の劣化を抑制するための技術に関する。
　近年、アンテナモジュールが適用される数々の機器の小型化および薄型化の要請を受けて、アンテナモジュールの低背化が求められている。一般に、アンテナモジュールは、基板、並びに基板に搭載された放射素子および各種の電子部品を含む。たとえば、特開２０１９－１８６７４１号公報（特許文献１）には、基板の一方の面にアンテナエレメントが搭載され、基板の他方の面に複数の電子部品が配置されるアンテナモジュールが記載されている。
特開２０１９－１８６７４１号公報
　アンテナモジュールの基板に搭載されるこの種の電子部品の代表例として、ＲＦＩＣ（Radio　Frequency　Integrated　Circuit）、ＰＭＩＣ（Power　Management　Integrated　Circuit）、およびパワーインダクタなどを挙げることができる。これら電子部品の基板面に対する法線方向の高さを抑えることで、アンテナモジュールの低背化を実現することができる。特に、パワーインダクタは、他の電子部品のサイズよりも格段に大きいため、パワーインダクタを薄くすることは、アンテナモジュールの低背化に有効である。
　パワーインダクタは、磁性体コアと、磁性体コアの周囲に巻回された巻線とにより構成される。パワーインダクタの直流重畳特性を高めるには、磁性体コアの厚さを大きくする必要がある。アンテナモジュールの低背化を実現するためにパワーインダクタの厚さを小さくすると、パワーインダクタの直流重畳特性が低下し、アンテナモジュールのアンテナ特性が劣化するという問題が生じる。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナモジュールを低背化することである。
　本開示に係るアンテナモジュールは、対向する第１面および第２面を有する第１基板と、対向する第３面および第４面を有し、第１基板の第２面と第３面とが対向するように配置される第２基板と、第１基板に設けられ、第１基板の法線方向において放射素子と対向する第１接地電極と、第１基板を法線方向から平面視した場合に、第１接地電極よりも第２基板側に設けられるパワーインダクタと、第２基板において第４面側に設けられ、パワーインダクタと接続される電子部品とを備え、パワーインダクタは、磁性体コアと、第１基板と第２基板とに跨がって磁性体コアの周囲を巻回する巻線とを有し、第１基板の第２面側および第２基板の第３面側の少なくとも一方に、磁性体コアが配置される凹部が設けられている。
　本開示によれば、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナモジュールを低背化することができる。
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。 図１のアンテナモジュールの平面図および側面透視図である。 図１のアンテナモジュールに適用されるパワーインダクタの具体例を示す図である。 実施の形態２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３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４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５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７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。 図９のアンテナモジュールの平面図である。 図９のアンテナモジュールが実装された状態の側面図である。 図９のアンテナモジュールにおいて、放射素子への給電線の接続態様を説明するための図である。
　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、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。実施の形態１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、これら以外の周波数帯域の電波についても本開示に係るアンテナモジュールに適用可能である。
　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、ＲＦＩＣ１１０と、ＰＭＩＣ１７０と、パワーインダクタ１８０と、アンテナ装置１２０とを備える。ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０は、電子部品（給電回路）の一例である。
　ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０とは、複数の信号線路を介して接続されている。複数の信号経路には、ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０とを直接接続する経路と、パワーインダクタ１８０を介して、ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０とを接続する経路とが含まれる。ＰＭＩＣ１７０からＲＦＩＣ１１０へは、パワーインダクタ１８０を介して、給電用の信号が伝送される。
　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、ＲＦＩＣ１１０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。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へ送信し、ダウンコンバートしてＢＢＩＣ２００にて信号を処理する。
　アンテナ装置１２０は、誘電体基板１３１，１３２と、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄとを含む。放射素子１４１Ａ～１４１Ｄはいずれも、平板形状を有するパッチアンテナである。
　放射素子１４１Ａ～１４１Ｄは、誘電体基板１３１に配置される。誘電体基板１３２は、誘電体基板１３１に対して重畳的に配置される。図１においては、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄを一列に配置することにより、一次元のアレイを構成する例が示されている。このような配置に代えて、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄを二次元のアレイ状に配置してもよい。誘電体基板１３１に配置される放射素子の数は４つに限られるものではない。誘電体基板１３１には１つ以上の放射素子が配置されればよい。
　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ＲＦＩＣ１１０に伝達された信号は、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放射素子１４１Ａ～１４１Ｄ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。
　放射素子１４１Ａ～１４１Ｄ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、たとえば、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、給電回路毎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。
　（アンテナモジュールの構造）
　次に、図２を用いて、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００の構成を詳細に説明する。図２は、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００を示す図である。図２においては、上段にアンテナモジュール１００の平面図（図２（Ａ））が示されており、下段に側面透視図（図２（Ｂ））が示されている。
　アンテナモジュール１００は、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄ、ＲＦＩＣ１１０、ＰＭＩＣ１７０、およびパワーインダクタ１８０に加えて、誘電体基板１３１と、誘電体基板１３２と、給電線１５１Ａ～１５１Ｄと、接地電極ＧＮＤ１とを含む。
　誘電体基板１３１，１３２は、法線方向から平面視すると矩形形状を有している。誘電体基板１３１，１３２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１３１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。
　以降の説明において、誘電体基板１３１の法線方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に垂直な面において、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄの配列方向をＸ軸とし、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸として規定する。
　図２に示されるように、誘電体基板１３１，１３２は、Ｚ軸方向に重ねて配置され、複数のはんだバンプ１６０によって接続されている。誘電体基板１３１の基板面Ｓ２と、誘電体基板１３２の基板面Ｓ３とが対向している。誘電体基板１３１の基板面Ｓ１には、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄが配置されている。
　誘電体基板１３２の基板面Ｓ４には、ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０が配置されている。図２の破線で示されるように、ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０は、封止樹脂とスパッタシールドとが施された封止体１９０に封止されていてもよい。ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０と、基板面Ｓ４とは、複数のはんだバンプ１６０によって接続されている。ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０は、基板面Ｓ４に設けた多極コネクタによって誘電体基板１３２に接続されてもよい。
　放射素子１４１Ａ～１４１Ｄは、矩形形状を有する平板状の電極である。放射素子１４１Ａ～１４１Ｄは、基板面Ｓ１に露出する態様で誘電体基板１３１に配置されている。放射素子１４１Ａ～１４１Ｄは、誘電体基板１３１の内部に配置されてもよい。放射素子１４１Ａ～１４１Ｄには、それぞれ給電線１５１Ａ～１５１Ｄを介して、ＲＦＩＣ１１０から高周波信号が供給される。給電線１５１Ａ～１５１Ｄは、電子部品から出力される高周波信号を放射素子に供給する給電線の一例である。
　接地電極ＧＮＤ１は、誘電体基板１３１の法線方向において放射素子１４１Ａ～１４１Ｄと対向する。接地電極ＧＮＤ１は、誘電体基板１３１内のＸ軸およびＹ軸を含む平面の略全域を覆うように、誘電体基板１３１内に配置されている。
　誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間に、パワーインダクタ１８０が位置している。リップル抑制用のキャパシタを、パワーインダクタ１８０とＲＦＩＣ１１０との間の経路に配置してもよい。あるいは、低背化のために、リップル抑制用のキャパシタを、パワーインダクタ１８０と同様の位置に埋め込んでもよい。誘電体基板１３１を法線方向に直交する方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０は、接地電極ＧＮＤ１よりも誘電体基板１３２側に設けられている。パワーインダクタ１８０は、磁性体コア１８１と、磁性体コア１８１の周囲に巻回された巻線１８２とにより構成されている。
　ここで、図３を参照して、パワーインダクタ１８０の具体例を説明する。図３は、図１のアンテナモジュール１００に適用されるパワーインダクタの具体例を示す図である。
　図３（Ａ）には、トロイダルコイルによって構成されるパワーインダクタ１８０が示されている。図３（Ａ）に示されるように、トロイダルコイルによって構成されるパワーインダクタ１８０は、ドーナツ形状の磁性体コア１８１と、磁性体コア１８１の周囲を巻回する巻線１８２とにより構成されている。
　トロイダルコイルは、棒状のコアを用いたコイルなどと異なり、巻線１８２内の磁束が外に漏れる量が少ないため、安定性が高い。そのため、トロイダルコイルを採用することにより、高周波ノイズの影響を低減することができる。パワーインダクタ１８０としてトロイダルコイルが採用される場合、仮想の中心軸ＣＬがＺ軸方向に平行になるように、図２に示される凹部１３１０にトロイダルコイルが配置される。
　図３（Ｂ）には、棒状の磁性体コア１８１Ａと、巻線１８２Ａとにより構成されるパワーインダクタ１８０Ａが示されている。トロイダルコイルにより構成されるパワーインダクタ１８０に替えて、このようなパワーインダクタ１８０Ａをアンテナモジュール１００に採用してもよい。パワーインダクタ１８０Ａが採用される場合、図２に示される凹部１３１０にパワーインダクタ１８０Ａが配置される。このとき、棒状の磁性体コア１８１Ａの中心を貫く仮想の中心軸ＣＬが、Ｘ軸方向に平行になるように、パワーインダクタ１８０Ａを配置することが望ましい。このように配置すると、パワーインダクタ１８０Ａに生じる磁束の向きがＸ軸方向に平行になる。そのため、中心軸ＣＬがＸ軸方向に平行になるように配置する場合、中心軸ＣＬがＸ軸方向と垂直になるように配置する場合と比べて、アンテナやＲＦＩＣ１１０に対する磁束の影響を低減させることができ、アンテナモジュール１００の安定性を高めることができる。
　図２に戻り、アンテナモジュール１００の説明を続ける。図２（Ｂ）に示されるように、誘電体基板１３１の基板面Ｓ２側には、磁性体コア１８１を配置するための凹部１３１０が形成されている。磁性体コア１８１が凹部１３１０に配置された状態において、磁性体コア１８１の基板面Ｓ２側の表面と、基板面Ｓ２とが面一になる。磁性体コア１８１の基板面Ｓ２側の表面と、誘電体基板１３２の基板面Ｓ３とは、複数のはんだバンプ１６０によって接続されている。
　巻線１８２は、誘電体基板１３１と誘電体基板１３２とに跨がって前記磁性体コアの周囲を巻回する。巻線１８２は、誘電体基板１３１および誘電体基板１３２に形成され、誘電体基板１３１の法線方向に延設されるビア導体と、当該法線方向に直交して延設される配線と、磁性体コア１８１の基板面Ｓ２側の表面と誘電体基板１３２の基板面Ｓ３とを接続するはんだバンプ１６０とによって構成されている。
　巻線１８２の一方端は、ＰＭＩＣ１７０に接続され、巻線１８２の他方端は、ＲＦＩＣ１１０に接続される。巻線１８２によって、パワーインダクタ１８０の磁性体コア１８１を介してＲＦＩＣ１１０とＰＭＩＣ１７０とを接続する給電線が構成される。ＰＭＩＣ１７０からＲＦＩＣ１１０へは、巻線１８２により構成される給電線を介して、給電用の信号が伝送される。ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０は、パワーインダクタ１８０と接続される電子部品の例示である。巻線１８２のうち、誘電体基板１３２における巻線を、基板面Ｓ３上に引き回された配線のみによって構成してもよい。このように構成する場合、誘電体基板１３２における巻線にビアを含ませる場合と比べて、巻線を磁性体コア１８１に近づけることができる。その結果、パワーインダクタ１８０の直流重畳特性をより一層、高めることができる。
　以上に説明したとおり、凹部１３１０に磁性体コア１８１が配置された誘電体基板１３１と、ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０などの電子部品が搭載された誘電体基板１３２とが重ね合わせられることによって、アンテナモジュール１００が構成されている。さらに、アンテナモジュール１００に含まれるパワーインダクタ１８０は、巻線１８２が、誘電体基板１３１と誘電体基板１３２とに跨がって磁性体コア１８１の周囲に巻回されることで形成されている。
　このように、アンテナモジュール１００を構成することによって、パワーインダクタ１８０のＺ軸方向の厚さを誘電体基板１３１で吸収することができる。その結果、アンテナモジュール１００のＺ軸方向の厚さがパワーインダクタ１８０によって大きくなることを抑制できる。
　磁性体コア１８１に替えて、ＲＦＩＣ１１０またはＰＭＩＣ１７０を凹部１３１０に配置することも考えられる。本実施の形態において、特に、磁性体コア１８１を凹部１３１０に配置する対象としているのは、次の理由による。
　第１に、磁性体コア１８１を含むパワーインダクタ１８０は、他の電子部品のサイズよりも格段に厚いため、アンテナモジュール１００の厚さに対する磁性体コア１８１の厚さの影響を減らすことは、アンテナモジュールの低背化に有効である。第２に、ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０などは、その厚みをより薄くできる余地がある一方、パワーインダクタ１８０は、直流重畳特性を高めるために磁性体コア１８１の厚さを大きくせざるを得ない。第３に、ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０などは、発熱量が多いため、それらを誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間に配置すると、放熱構造を設ける必要が生じ、その結果、構造が複雑化する。
　以上の理由より、本実施の形態においては、凹部１３１０に配置する対象として、パワーインダクタ１８０の磁性体コア１８１を選択している。本実施の形態によれば、パワーインダクタ１８０の厚みを犠牲にすることなく、すなわち、パワーインダクタ１８０の直流重畳特性の低下に伴ってアンテナ特性を劣化させることなく、アンテナモジュール１００を低背化することができる。
　さらに、アンテナモジュール１００を低背化するためには、誘電体基板１３１，１３２のＺ軸方向の厚さをより薄くすることが望ましい。この場合、基板の厚さが放射素子１４１Ａ～１４１Ｄのアンテナ特性に与える影響を考慮して、誘電体基板１３１の厚さを設計する必要がある。誘電体基板１３１を薄く設計した結果、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄと接地電極ＧＮＤ１との距離が短くなると、良好なアンテナ特性が得られなくなるためである。
　図２（Ｂ）に示されるように、接地電極ＧＮＤ１を境にして誘電体基板１３２の領域を、領域Ｔ１と領域Ｔ２とに分けることができる。領域Ｔ１のＺ軸方向の厚さは、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄと接地電極ＧＮＤ１との距離に相当する。良好なアンテナ特性を得るためには、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄと接地電極ＧＮＤ１との距離を十分に確保することが重要である。このため、アンテナモジュール１００の低背化を目指す場合であっても、領域Ｔ１の厚さを小さくすることは望ましくない。
　このような観点において、本実施の形態では、アンテナ特性に影響を与える領域Ｔ１の厚さを適切な厚さに維持しつつ、領域Ｔ２の厚さを小さくしている。たとえば、領域Ｔ２の厚さは、磁性体コア１８１を含むパワーインダクタ１８０の厚さを考慮して設計される。これにより、誘電体基板１３１の厚さをより小さくすることで、さらなるアンテナモジュール１００の低背化を実現できるとともに、アンテナ特性が低下することを抑制できる。
　図２（Ａ）に示されるように、誘電体基板１３２を法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０とＰＭＩＣ１７０とが重なるように両者が配置されている。同様に、誘電体基板１３２を法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０とＲＦＩＣ１１０とが重なるように両者が配置されている。
　これにより、アンテナモジュール１００のＸ軸方向のサイズを小さくできるという効果が奏される。さらに、パワーインダクタ１８０の巻線１８２の一方端を最短距離でＰＭＩＣ１７０に接続できるとともに、パワーインダクタ１８０の巻線１８２の他方端を最短距離でＲＦＩＣ１１０に接続できる。これにより、ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０とを接続する給電線の長さを短くすることができる。このように、高周波信号が伝送される給電線の長さを短くすることができるため、放射素子のアンテナ特性に悪影響を与える高周波ノイズを低減することができる。その結果、アンテナモジュール１００のアンテナ特性が劣化することを抑制することができる。さらに、ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０との距離を詰めることができるので、誘電体基板１３２のサイズ（面積）も削減できる。実施の形態１において、ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０との間の領域にパワーインダクタ１８０が配置されている（図２参照）。これにより、ＰＭＩＣ１７０とＲＦＩＣ１１０とを接続する給電線の長さを短くすることができる。その結果、高周波ノイズを低減することができる。
　図２（Ａ）に示されるように、給電線１５１Ａ～１５１Ｄは、パワーインダクタ１８０の内部を通過するのではなく、Ｙ軸方向において、パワーインダクタ１８０から離れた部分を通って配線されている。すなわち、アンテナモジュール１００においては、誘電体基板１３１の法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０と重ならない位置に給電線１５１Ａ～１５１Ｄが配置されている。これにより、給電線１５１Ａ～１５１Ｄとパワーインダクタ１８０とを離して配置できる。その結果、パワーインダクタ１８０の影響を受けて、給電線１５１Ａ～１５１Ｄを流れる信号にノイズが混入することを抑制できる。
　より具体的には、アンテナモジュール１００においては、誘電体基板１３１の法線方向と直交し、かつ誘電体基板１３１の長辺に直交する方向（Ｙ軸方向）から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０と重ならない位置に給電線１５１Ａ～１５１Ｄが配線されている。これにより、誘電体基板１３１，１３２における配置寸法が限られる中で、給電線１５１Ａ～１５１Ｄとパワーインダクタ１８０とを離して配置できる。その結果、パワーインダクタ１８０の影響を受けて、給電線１５１Ａ～１５１Ｄを流れる信号にノイズが混入することを抑制できる。
　以上、説明したように、実施の形態１によれば、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナモジュールを低背化することができる。特に、実施の形態１においては、パワーインダクタ１８０が誘電体基板１３１の厚み部分を利用してアンテナモジュール１００に配置されているため、パワーインダクタ１８０の厚さがアンテナモジュール１００の厚さに与える影響を小さくすることができる。
　なお、ここでは、誘電体基板１３２を法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０に対してＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０の双方が重なる例を説明した。しかし、誘電体基板１３２を法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０に対してＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０の一方のみが重なるように構成してもよい。
　また、実施の形態１においては、磁性体コア１８１が誘電体基板１３１に配置される例を説明したが、磁性体コア１８１が誘電体基板１３２に配置されるように構成してもよい。この場合、誘電体基板１３２の基板面Ｓ３側に、凹部１３１０に変わる凹部を設けることが考えられる。
　［実施の形態２］
　図４は、実施の形態２に係るアンテナモジュール１００Ａの平面図および側面透視図である。アンテナモジュール１００Ａは、ＲＦＩＣ１１０と、ＰＭＩＣ１７０と、アンテナ装置１２０Ａとを備える。
　実施の形態２に係るアンテナモジュール１００Ａは、磁性体コア１８１の一部が基板面Ｓ２よりも突出する点において、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００と異なる。実施の形態２に係るアンテナモジュール１００Ａは、磁性体コア１８１の一部が基板面Ｓ２よりも突出し、突出するその一部が誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間の空間に存在している。
　実施の形態２において、磁性体コア１８１は、基板面Ｓ２よりも誘電体基板１３２側に突出して配置されている。実施の形態２によれば、磁性体コア１８１の全体を凹部１３１０に収める必要がないため、実施の形態１よりも凹部１３１０のＺ軸方向の深さを浅くすることができる。これにより、誘電体基板１３１の厚みを小さくすることができる。その結果、アンテナモジュール１００Ａのより一層の低背化を実現することができる。
　実施の形態２において、凹部１３１０のＺ軸方向の深さを実施の形態１と同じサイズにしてもよい。この場合には、図２に示した磁性体コア１８１よりも厚い磁性体コアを実施の形態２に採用してもよい。そのような磁性体コアを採用した場合であっても、凹部１３１０から突出する磁性体コアの部分を誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間の空間に収めることができる。
　これにより、実施の形態１よりも、より一層、直流重畳特性に優れるパワーインダクタ１８０を採用することができる。したがって、実施の形態２によれば、アンテナモジュール１００Ａの低背化を図りつつ、直流重畳特性に優れるパワーインダクタ１８０を採用し、アンテナモジュール１００Ａの性能を改善することができる。
　図４に示されるように、実施の形態２においては、磁性体コア１８１の表面と誘電体基板１３２の基板面Ｓ３との間にクリアランスを設けている。このクリアランスを設けている意図は、パワーインダクタ１８０を製造する際に生じるパワーインダクタ１８０のサイズのバラツキを吸収する点にある。
　すなわち、このようなクリアランスを設けることにより、パワーインダクタ１８０を構成する磁性体コア１８１のＺ軸方向の厚さに多少のバラツキが生じた場合であっても、誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間に磁性体コア１８１を収めることができる。なお、このようなクリアランスを設けることなく、誘電体基板１３２の基板面Ｓ３に対して磁性体コア１８１の表面が接触することを前提として、誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間の隙間の大きさを設計してもよい。
　アンテナモジュール１００Ａの構成は、磁性体コア１８１の一部が基板面Ｓ２よりも突出する点を除いてアンテナモジュール１００の構成と同じである。このため、ここでは、アンテナモジュール１００Ａのその他の構成の詳細な説明を繰り返さない。
　［実施の形態３］
　図５は、実施の形態３に係るアンテナモジュール１００Ｂの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ｂは、ＲＦＩＣ１１０と、ＰＭＩＣ１７０と、アンテナ装置１２０Ｂとを備える。
　実施の形態３に係るアンテナモジュール１００Ｂは、磁性体コア１８１の一部が基板面Ｓ２よりも突出し、かつ、その突出した部分の一部が誘電体基板１３２Ａの内部に配置される点において、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００と異なる。図５に示されるように、誘電体基板１３２Ａの基板面Ｓ３側には、磁性体コア１８１の一部が配置される凹部１３２０が形成されている。
　実施の形態３では、誘電体基板１３１の凹部１３１０と、誘電体基板１３２Ａの凹部１３２０と、誘電体基板１３１と誘電体基板１３２Ａとの間の空間とにおいて、磁性体コア１８１が配置される。凹部１３１０は、誘電体基板１３１の基板面Ｓ２側に設けられている第１凹部の一例である。凹部１３２０は、誘電体基板１３２の基板面Ｓ３側に設けられている、第１凹部と対向する第２凹部の一例である。
　実施の形態３によれば、磁性体コア１８１の全体を凹部１３１０に収める必要がないため、実施の形態１よりも凹部１３１０のＺ軸方向の深さを浅くすることができる。これにより、誘電体基板１３１の厚みを薄くすることができる。その結果、アンテナモジュール１００Ｂのより一層の低背化を実現することができる。
　特に、実施の形態３では、誘電体基板１３１に形成された凹部１３１０と、誘電体基板１３２Ａに形成された凹部１３２０とによって、磁性体コア１８１の厚さを吸収している。したがって、実施の形態３によれば、実施の形態２よりも凹部１３１０のＺ軸方向の深さを浅くすることができる。その結果、実施の形態３によれば、実施の形態１，２よりもアンテナモジュール１００Ｂの低背化を実現することができる。
　実施の形態３において、凹部１３１０のＺ軸方向の深さを実施の形態１と同じサイズにしてもよい。この場合には、図２に示した磁性体コア１８１よりも厚い磁性体コアを実施の形態３に採用してもよい。そのような磁性体コアを採用した場合であっても、凹部１３１０から突出する磁性体コアの部分を誘電体基板１３１と誘電体基板１３２との間の空間と、凹部１３２０とに収めることができる。
　これにより、実施の形態１および実施の形態２よりも、より一層、直流重畳特性に優れるパワーインダクタ１８０を採用することができる。したがって、実施の形態３によれば、アンテナモジュール１００Ｂの低背化を図りつつ、直流重畳特性に優れるパワーインダクタ１８０を採用し、アンテナモジュール１００Ｂの性能を改善することができる。
　アンテナモジュール１００Ｂの構成は、磁性体コア１８１の一部が基板面Ｓ２よりも突出し、かつ、その突出した部分の一部が誘電体基板１３２Ａの内部に位置する点を除いてアンテナモジュール１００の構成と同じである。このため、ここでは、アンテナモジュール１００Ｂのその他の構成の詳細な説明を繰り返さない。
　［実施の形態４］
　図６は、実施の形態４に係るアンテナモジュール１００Ｃの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ｃは、ＲＦＩＣ１１０と、ＰＭＩＣ１７０と、アンテナ装置１２０Ｃとを備える。
　実施の形態４に係るアンテナモジュール１００Ｃは、実施の形態３に係るアンテナモジュール１００Ｂの磁性体コア１８１を２つに分割して構成したものに相当する。図６に示されるように、実施の形態４に係るアンテナモジュール１００Ｃにおいては、磁性体コア１８１ｂと、磁性体コア１８１ｃと、磁性体コア１８１ｂ，１８１ｃの周囲を巻回する巻線１８２とによって、パワーインダクタ１８０Ｂが構成されている。
　凹部１３１０に磁性体コア１８１ｂが配置されている。凹部１３２０に磁性体コア１８１ｃが配置されている。磁性体コア１８１ｂは、第１コアの一例である。磁性体コア１８１ｃは、第２コアの一例である。
　実施の形態４に係るアンテナモジュール１００Ｃにおいては、磁性体コア１８１ｂと磁性体コア１８１ｃとの間にギャップが存在する。これに対して、実施の形態３に係るアンテナモジュール１００Ｂにおいては、磁性体コア１８１が一体的に構成されているためにそのようなギャップが存在しない。
　磁性体コアに存在するギャップは、磁束の流れを乱す要因となり得るため、パワーインダクタの直流重畳特性に悪影響を与えるおそれがある。この点においては、分割型の磁性体コア１８１ｂ、１８１ｃが採用される実施の形態４よりも、一体型の磁性体コア１８１が採用される実施の形態３の方が、アンテナ特性の高いアンテナモジュールを提供できる余地がある。
　しかし、分割型の磁性体コア１８１ｂ、１８１ｃを採用する場合、一体型の磁性体コア１８１を採用する場合と比較して、凹部１３１０，１３２０を設計するときのＸ軸方向のマージンを小さくすることができるというメリットがある。以下、そのメリットの詳細を説明する。
　誘電体基板１３１，１３２の間に一体型の磁性体コア１８１を配置することを前提として、凹部１３１０，１３２０のサイズを設計する場合、２つの観点を考慮して、凹部１３１０，１３２０のＸ軸方向のマージンを決定する必要がある。
　第１に考慮すべき点は、凹部１３１０，１３２０のサイズと、磁性体コア１８１のサイズとの関係である。前者のサイズが後者よりも大きいと、凹部１３１０，１３２０に磁性体コア１８１が入らない。通常、製造工程において磁性体コア１８１のサイズにバラツキが生じる。したがって、磁性体コア１８１のサイズのバラツキを考慮して、凹部１３１０および凹部１３２０の各々にＸ軸方向のマージンを設けて凹部１３１０，１３２０のサイズを設計する必要がある。
　第２に考慮すべき点は、凹部１３１０，１３２０のいずれか一方の凹部に磁性体コア１８１を配置した状態で、誘電体基板１３１の基板面Ｓ２と誘電体基板１３２の基板面Ｓ３とを重ねたときの、磁性体コア１８１と他方の凹部との位置関係である。その位置関係のずれが大きい場合には、磁性体コア１８１のサイズのバラツキを考慮して凹部１３１０および凹部１３２０の各々にＸ軸方向のマージンを設けていたとしても、他方の凹部に磁性体コア１８１が入らないかもしれない。
　したがって、誘電体基板１３１，１３２の間に一体型の磁性体コア１８１を配置することを前提として、凹部１３１０，１３２０のサイズを設計する場合、凹部１３１０，１３２０のＸ軸方向のマージンを十分に大きくする必要がある。その結果、製造されたアンテナモジュールにおいて、凹部１３１０，１３２０と磁性体コア１８１との隙間が大きくなってしまう。凹部１３１０，１３２０と磁性体コア１８１との隙間が大きくなることで、同じ占有体積に対して、パワーインダクタ１８０のサイズが小さくなってしまい、その結果、直流重畳特性が低下してしまう。一方で、直流重畳特性を維持しようとすると、凹部１３１０，１３２０の体積を大きくせざるを得ず、その結果、誘電体基板１３１のサイズが大型化する。
　これに対して、誘電体基板１３１，１３２の間に分割型の磁性体コア１８１ｂ、１８１ｃを配置することを前提として、凹部１３１０，１３２０のサイズを設計する場合、凹部１３１０のサイズと磁性体コア１８１ｂのサイズとの関係、および凹部１３２０のサイズと磁性体コア１８１ｃのサイズとの関係のみを考慮して、凹部１３１０，１３２０のＸ軸方向のマージンを決定すればよい。
　このようにしてマージンを決定することで、凹部１３１０に磁性体コア１８１ｂを問題なく配置することができ、凹部１３２０に磁性体コア１８１ｃを問題なく配置することができる。凹部１３１０に磁性体コア１８１ｂが誘電体基板１３１と、凹部１３２０に磁性体コア１８１ｃが配置された誘電体基板１３２とを重ねる際、磁性体コア１８１ｂ，１８１ｃを位置合わせすることで、図６に示されるアンテナモジュール１００Ｃを製造することができる。このようにしてアンテナモジュール１００Ｃを製造することにより、凹部１３１０と磁性体コア１８１ｂとの隙間、および凹部１３２０と磁性体コア１８１ｃとの隙間を小さくすることができる。
　したがって、分割型の磁性体コア１８１ｂ、１８１ｃを採用する場合、一体型の磁性体コア１８１を採用する場合と比較して、凹部１３１０，１３２０を設計するときのＸ軸方向のマージンを小さくすることができるというメリットがある。Ｘ軸方向のマージンを小さくすることで、パワーインダクタ１８０のサイズが小型化してしまうことを抑制でき、その結果、所望の直流重畳特性を確保できる。また、凹部１３１０，１３２０の体積が増大することを抑制でき、その結果、誘電体基板１３１のサイズが大型化することを抑制できる。
　既に述べたように、分割型の磁性体コア１８１ｂ，１８１ｃを採用した場合、磁性体コア１８１ｂ，１８１ｃに存在するギャップが、磁束の流れを乱す要因となり得る。そこで、実施の形態４では、磁性体コア１８１ｂ，１８１ｃのギャップを挟んで対向する磁性体コア１８１ｂの断面積と、磁性体コア１８１ｃの断面積とを同一にしている。
　これによって磁性体コア１８１ｂの磁束の流れと磁性体コア１８１ｃの磁束の流れとが同じになるため、ギャップが磁束の流れを妨げてしまうことを抑制できる。その結果、分割型の磁性体コア１８１ｂ、１８１ｃを採用しながらも、直流重畳特性の劣化を抑えることが可能なパワーインダクタ１８０Ｂを実現することが可能になる。
　アンテナモジュール１００Ｃの構成は、磁性体コアが２つに分割されている点を除いてアンテナモジュール１００Ｂの構成と同じである。このため、ここでは、アンテナモジュール１００Ｃのその他の構成の詳細な説明を繰り返さない。
　［実施の形態５］
　図７は、実施の形態５に係るアンテナモジュール１００Ｄの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ｄは、ＲＦＩＣ１１０と、ＰＭＩＣ１７０と、アンテナ装置１２０Ｄとを備える。
　実施の形態５に係るアンテナモジュール１００Ｄは、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００と比較して、給電線１５１Ａ～１５１Ｄの配線経路が異なる。特に、誘電体基板１３１をＹ軸方向（法線方向に直交する方向）から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０と重なる位置に給電線１５１Ｃ，１５１Ｄが配線されている。ただし、給電線１５１Ｃ，１５１Ｄは、パワーインダクタ１８０の内部を通過するのではなく、Ｙ軸方向において、パワーインダクタ１８０から離れた部分を通って配線されている。
　ここでは、誘電体基板１３１をＹ軸方向（法線方向に直交する方向）から平面視した場合に、給電線１５１Ａ～１５１Ｄのうち、給電線１５１Ｃ，１５１Ｄがパワーインダクタ１８０と重なるように配線される例を示している。しかし、パワーインダクタ１８０のＸ軸方向のサイズおよび配置位置に応じて、給電線１５１Ａ～１５１Ｄのすべてがパワーインダクタ１８０と重なるように配線されていてもよい。
　既に説明した実施の形態１においては、ＲＦＩＣ１１０から放射素子１４１Ａ～１４１Ｄに向かう給電線１５１Ａ～１５１Ｄが、誘電体基板１３１の領域Ｔ１を利用してＸ軸方向に展開し、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄに接続されている。したがって、実施の形態１の場合、給電線１５１Ａ～１５１ＤをＸ軸方向に展開させるための厚さを領域Ｔ１に確保する必要がある。その結果、誘電体基板１３１が厚くなるおそれがある。
　これに対して、実施の形態５においては、ＲＦＩＣ１１０から放射素子１４１Ａ～１４１Ｄに向かう給電線１５１Ａ～１５１Ｄが、誘電体基板１３１の領域Ｔ２を利用してＸ軸方向に展開し、放射素子１４１Ａ～１４１Ｄに接続されている。特に、放射素子１４１Ｃ，１４１Ｄに向かう給電線１５１Ｃ，１５１Ｄは、誘電体基板１３１をＹ軸方向から平面視した場合に、パワーインダクタ１８０と重なる位置を通過している。
　仮に、パワーインダクタ１８０と接地電極ＧＮＤ１１との間を通過するように給電線１５１Ｃ，１５１Ｄを配線する場合には、パワーインダクタ１８０と接地電極ＧＮＤ１１との間に給電線１５１Ｃ，１５１Ｄを配線するためのスペースを設ける必要がある。この場合、領域Ｔ２を厚くする必要がある。しかしながら、実施の形態５のように、パワーインダクタ１８０と重なる位置を給電線１５１Ｃ，１５１Ｄが通過するように給電線１５１Ｃ，１５１Ｄを配線することによって、領域Ｔ２の厚さをより一層、小さくすることができる。
　なお、給電線１５１Ａ～１５１Ｄに流れる信号の周波数帯域と、パワーインダクタ１８０に流れる信号の周波数帯域とは大きく異なる。このため、パワーインダクタ１８０の付近に給電線１５１Ａ～１５１Ｄを配線した場合であっても、アンテナ特性に悪影響を及ぼす、不要な電磁界結合がそこで生じることは考え難い。
　実施の形態５においては、図３（Ａ）に示した、トロイダルコイルにより構成されるパワーインダクタ１８０を採用することが望ましい。トロイダルコイルでは、巻線１８２内の磁束が外に漏れる量が少ないため、安定性が高い。そのため、パワーインダクタ１８０の横に給電線１５１Ａ～１５１Ｄを配線した場合であっても、給電線１５１Ａ～１５１Ｄの信号に対してパワーインダクタ１８０から生じる磁束が干渉することを抑止できる。
　このように、実施の形態５では、誘電体基板１３１をＹ軸方向から平面視した場合に、給電線１５１Ｃ，１５１Ｄがパワーインダクタ１８０に重なるように配線されている。これにより、領域Ｔ２を薄くすることができる。したがって、実施の形態５において、図２に示した磁性体コア１８１よりも厚い磁性体コア１８１を採用した場合であっても、その厚さの増加分を給電線の配線の工夫によって吸収することができる。実施の形態５によれば、アンテナモジュール１００Ａの低背化を図りつつ、直流重畳特性に優れるパワーインダクタ１８０を採用し、アンテナモジュール１００Ｄの性能を改善することができる。
　アンテナモジュール１００Ｄの構成は、給電線１５１Ａ～１５１Ｄの配線経路の点を除いてアンテナモジュール１００の構成と同じである。このため、ここでは、アンテナモジュール１００Ｄのその他の構成の詳細な説明を繰り返さない。
　［実施の形態６］
　図８は、実施の形態６に係るアンテナモジュール１００Ｅの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ｅは、ＲＦＩＣ１１０と、ＰＭＩＣ１７０と、アンテナ装置１２０Ｅとを備える。
　実施の形態６に係るアンテナモジュール１００Ｅは、誘電体基板１３２に接地電極ＧＮＤ２が配置されている点において、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００と異なる。実施の形態６に係るアンテナモジュール１００Ｅにおいて、パワーインダクタ１８０は、誘電体基板１３１側の接地電極ＧＮＤ１と、誘電体基板１３２側の接地電極ＧＮＤ２との間に配置されている。
　実施の形態６によれば、パワーインダクタ１８０と放射素子１４１Ａ～１４１Ｄとの間で生じるおそれのある電磁界結合を接地電極ＧＮＤ１によって抑制することができるとともに、パワーインダクタ１８０とＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０との間で生じるおそれのある電磁界結合を接地電極ＧＮＤ２によって抑制することができる。これにより、アンテナモジュール１００Ｅのアンテナ特性が劣化することを抑制できるとともに、ＲＦＩＣ１１０およびＰＭＩＣ１７０へ高周波数のノイズが混入することを低減できる。
　アンテナモジュール１００Ｅの構成は、誘電体基板１３２側に接地電極ＧＮＤ２が配置されている点を除いてアンテナモジュール１００の構成と同じである。このため、ここでは、アンテナモジュール１００Ｅのその他の構成の詳細な説明を繰り返さない。
　本開示において、以上説明した各実施の形態のいずれか２つまたは３つ以上を任意に組み合わせることは予定されている。
　［実施の形態７］
　実施の形態７においては、上述のパワーモジュールの構成が適用可能な基地局向けのアンテナモジュールの態様について説明する。
　図９は、実施の形態７の係るアンテナモジュール１００Ｆが適用される通信装置１０Ａのブロック図の一例である。図９を参照して、通信装置１０Ａは、図１で示した通信装置１０と同様に、アンテナモジュール１００Ａと、ＢＢＩＣ２００とを備える。アンテナモジュール１００Ｆは、ＲＦＩＣ１１０Ａと、アンテナ装置１２０Ｆと、電源回路１９５と、制御回路１９６とを含む。
　アンテナモジュール１００Ｆにおけるアンテナ装置１２０Ｆは、少なくとも１つのアンテナ群を含んで構成されており、１つのアンテナ群には８つの放射素子が含まれている。なお、図９においては、説明を容易にするために、アンテナ装置１２０Ｆに１つのアンテナ群が含まれる場合、言い換えると８つの放射素子１２１Ａ～１２１Ｈが含まれる場合の例が記載されている。放射素子Ｈは、誘電体基板１３５において、２×４のアレイ状に配列されている。なお、以下の説明において、複数の放射素子を包括して「放射素子１２１」とも称する場合がある。
　アンテナ群は、４つの素子対に分割される。各素子対は、各々が互いに隣接する２つの放射素子を含む。具体的には、第１素子対は放射素子１２１Ａ，１２１Ｂを含み、第２素子対は放射素子１２１Ｃ，１２１Ｄを含む。また、第３素子対は放射素子１２１Ｅ，１２１Ｆを含み、第４素子対は放射素子１２１Ｇ，１２１Ｈを含む。後述するように、各素子対の２つの放射素子には、共通の給電線からの高周波信号が供給される。
　アンテナモジュール１００Ｆにおいては、各アンテナ群に対して１つのＲＦＩＣが設けられる。言い換えると、１つのＲＦＩＣから８つの放射素子に対して高周波信号が供給される。そのため、アンテナモジュール１００Ｆが複数のアンテナ群を含む場合には、アンテナ群の数と同数のＲＦＩＣが設けられる。
　アンテナモジュール１００Ｆは、各放射素子から異なる２つの偏波方向を放射することが可能な、いわゆるデュアルバンドタイプのアンテナモジュールである。そのため、ＲＦＩＣ１１０Ａには、第１偏波方向の電波に対応する高周波信号を供給する回路、および、第２偏波方向の電波に対応する高周波信号を供給する回路が含まれる。
　具体的には、ＲＦＩＣ１１０Ａ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とを含む。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と、移相器１１５Ａ～１１５Ｄ、信号合成／分波器１１６Ａ、ミキサ１１８Ａ、増幅回路１１９Ａが、第１偏波用の回路である。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と、移相器１１５Ｅ～１１５Ｈ、信号合成／分波器１１６Ｂ、ミキサ１１８Ｂ、増幅回路１１９Ｂが、第２偏波用の回路である。各偏波用の回路の構成は、図１で示したＲＦＩＣ１１０と同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
　第１素子対の放射素子１２１Ａ，１２１Ｂには、スイッチ１１１Ａから第１偏波用の高周波信号が供給され、スイッチ１１１Ｅから第２偏波用の高周波信号が供給される。第２素子対の放射素子１２１Ｃ，１２１Ｄには、スイッチ１１１Ｂから第１偏波用の高周波信号が供給され、スイッチ１１１Ｆから第２偏波用の高周波信号が供給される。第３素子対の放射素子１２１Ｅ，１２１Ｆには、スイッチ１１１Ｃから第１偏波用の高周波信号が供給され、スイッチ１１１Ｇから第２偏波用の高周波信号が供給される。第４素子対の放射素子１２１Ｇ，１２１Ｈには、スイッチ１１１Ｄから第１偏波用の高周波信号が供給され、スイッチ１１１Ｈから第２偏波用の高周波信号が供給される。
　電源回路１９５は、アンテナモジュール１００Ｆの外部からの受電電圧を所定の電圧に変換し、ＲＦＩＣ１１０Ａおよび制御回路１９６、ならびに、電源回路１９５自身を動作させるための電源電圧を生成する。なお、電源回路１９５には、実施の形態１におけるＰＭＩＣ１７０およびパワーインダクタ１８０が含まれている。
　制御回路１９６は、ＲＦＩＣ１１０Ａに含まれるスイッチおよび増幅回路などのアクティブ素子を制御するための回路であり、たとえばデジタル回路によって構成された制御用ＩＣを含む。
　次に、図１０および図１１を用いて、アンテナモジュール１００Ｆの具体的な構成について説明する。図１０は、図９のアンテナモジュール１００Ｆの平面図である。また、図１１は、通信装置１０Ａの内部において、図９のアンテナモジュール１００Ｆが実装された状態の側面図である。
　図１０および図１１を参照して、アンテナモジュール１００Ｆは、複数の放射素子１２１が配置された誘電体基板１３５と、ＲＦＩＣ１００Ａが実装された誘電体基板１３６とを有する。誘電体基板１３５，１３６の各々は、平板形状を有しており、法線方向から平面視した場合に略矩形形状を有している。図１０および図１１において、誘電体基板１３５の法線方向をＺ軸方向とし、長辺方向をＸ軸方向とし、短辺方向をＹ軸方向とする。
　図１０に示されるように、誘電体基板１３５には、８個のアンテナ群、すなわち６４個の放射素子１２１が８×８のアレイ状に配置されている。図１０および図１１の例においては、放射素子１２１は誘電体基板１３５の内層に配置されているが、放射素子１２１は誘電体基板１３５のＺ軸の正方向の基板面Ｓ１０に露出して配置されていてもよい。
　また、誘電体基板１３５のＺ軸の負方向の基板面Ｓ１１における放射素子１２１の下面の領域に、誘電体基板１３６がはんだバンプ１６５によって実装されている。誘電体基板１３６には、ＲＦＩＣ１１０Ａが実装されている。はんだバンプ１６５を介して、ＲＦＩＣ１１０Ａから各放射素子１２１に対して高周波信号が供給される。なお、図示していないが、図１１のＲＦＩＣ１１０Ａには、図９で説明した回路が８組含まれている。
　誘電体基板１３５の基板面Ｓ１０には、制御回路１９６が配置されている。また、誘電体基板１３５の基板面Ｓ１１には、電源回路１９５が配置されている。なお、図１１においては、電源回路１９５は１つの要素として記載されているが、電源回路１９５に含まれる素子が、誘電体基板１３５に分散して配置されていてもよい。
　このとき、電源回路１９５に含まれるパワーインダクタは、たとえば、誘電体基板１３５と誘電体基板１３６とに跨って配置される。あるいは、誘電体基板１３５が異なる２つの誘電体基板の組み合わせで構成されている場合には、パワーインダクタは、当該２つの誘電体基板に跨って配置される。
　誘電体基板１３５の基板面Ｓ１１にはコネクタ２１０が配置されている。コネクタ２１０は、通信装置１０Ａの筐体５０に固定された実装基板２５０のコネクタ２１５と結合可能に構成されている。コネクタ２１０とコネクタ２１５とを結合することによって、アンテナモジュール１００Ｆが実装基板２５０に実装される。
　ＲＦＩＣ１１０ＡのＺ軸の負方向の面は、はんだバンプ１６６を介して、金属ブロック２６０上に配置された伝熱部材２７０に接続されている。伝熱部材２７０は、たとえば銅あるいはアルミのような比較的に熱伝導率の高い部材で形成されている。金属ブロック２６０は、通信装置１０Ａの筐体５０に固定されている。すなわち、ＲＦＩＣ１１０Ａは、金属ブロック２６０および伝熱部材２７０により支持されている。このような構成とすることよって、ＲＦＩＣ１１０Ａで発生する熱が、伝熱部材２７０、金属ブロック２６０および筐体５０を伝って放熱されるので、熱によるＲＦＩＣ１１０Ａの特性低下を抑制することができる。なお、図１１に示されるように、金属ブロック２６０と筐体５０との間にヒートシンク２６５を配置して、放熱効果をさらに高めても良い。
　図１２は、各素子対における放射素子への給電線の接続態様を説明するための図である。図１２においては、例として、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂを含む第１素子対についての給電線の接続について説明する。なお、図１２においては、誘電体基板１３５の法線方向をＺ軸とし、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂの配列方向をＸ軸とし、Ｘ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸とする。放射素子１２１Ｂは、放射素子１２１ＡよりもＸ軸の正方向に離間して配置されている。
　図１２を参照して、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂの各々には、Ｘ軸方向を偏波方向とする電波のための１つの給電点と、Ｙ軸方向を偏波方向とする電波のための２つの給電点が配置されている。より具体的には、放射素子１２１Ａについては、放射素子１２１Ａの中心からＸ軸の負方向にオフセットした位置に給電点ＳＰ１Ａが配置されている。また、放射素子１２１Ａの中心からＹ軸の正方向にオフセットした位置に給電点ＳＰ２１Ａが配置され、Ｙ軸の負方向にオフセットした位置に給電点ＳＰ２２Ａが配置されている。
　放射素子１２１Ｂについては、放射素子１２１Ｂの中心からＸ軸の正方向にオフセットした位置に給電点ＳＰ１Ｂが配置されている。また、放射素子１２１Ｂの中心からＹ軸の正方向にオフセットした位置に給電点ＳＰ２１Ｂが配置され、Ｙ軸の負方向にオフセットした位置に給電点ＳＰ２２Ｂが配置されている。
　ＲＦＩＣ１１０Ａのスイッチ１１１Ａ（図９）からの給電線１５５Ａは、分岐点Ｎ１で分岐して放射素子１２１Ａの給電点ＳＰ１Ａと、放射素子１２１Ｂの給電点ＳＰ１Ｂに接続される。ＲＦＩＣ１１０Ａのスイッチ１１１Ｅ（図９）からの給電線１５５Ｂは、分岐点Ｎ２で分岐し、分岐された一方は、さらに分岐点Ｎ３で分岐して放射素子１２１Ａの給電点ＳＰ２１Ａ，ＳＰ２２Ａに接続される。分岐点Ｎ２で分岐された給電線１５５Ｂの他方は、さらに分岐点Ｎ４で分岐して放射素子１２１Ｂの給電点ＳＰ２１Ｂ，ＳＰ２２Ｂに接続される。
　ここで、給電線１５５Ａにおける、分岐点Ｎ１から放射素子１２１Ａの給電点ＳＰ１Ａまでの給電線１５５Ａに沿った距離をＬ１とし、分岐点Ｎ１から放射素子１２１Ｂの給電点ＳＰ１Ｂまでの給電線１５５Ａに沿った距離をＬ２とする（Ｌ１＜Ｌ２）。放射素子１２１Ａ，１２１Ｂから放射される電波の誘電体基板内の実効波長をλとした場合、距離Ｌ１と距離Ｌ２の差はλ／２、あるいはλ／２の奇数倍となるように設定される。言い換えれば、給電点ＳＰ１Ａに供給される高周波信号の位相と、給電点ＳＰ１Ｂに供給される高周波信号の位相とが、互いに逆位相となるように設定される。
　上述のように、放射素子１２１Ａの給電点ＳＰ１Ａは素子の中心からＸ軸の負方向にオフセットしており、放射素子１２１Ｂの給電点ＳＰ１Ｂは素子の中心からＸ軸の正方向にオフセットしている。そのため、給電点ＳＰ１Ａ，ＳＰ１Ｂに同位相の高周波信号が供給されると、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂからは互いに逆位相の電波が放射される。そのため、給電線１５５Ａの分岐点Ｎ１から給電点ＳＰ１Ａ，ＳＰ１Ｂまでの距離を異ならせて、給電点ＳＰ１Ａ，ＳＰ１Ｂに互いに逆位相の高周波信号を供給することによって、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂから同位相の電波を放射することができる。
　次に、Ｙ軸方向を偏波方向とする電波について説明する。給電線１５５Ｂにおいて、分岐点Ｎ３から給電点ＳＰ２１Ａまでの距離、および、分岐点Ｎ４から給電点ＳＰ２１Ｂまでの距離をＬ３とする。また、給電線１５５Ｂにおいて、分岐点Ｎ３から給電点ＳＰ２２Ａまでの距離、および、分岐点Ｎ４から給電点ＳＰ２２Ｂまでの距離をＬ４とする（Ｌ３＜Ｌ４）。なお、分岐点Ｎ２と分岐点Ｎ３との間の距離と、分岐点Ｎ２と分岐点Ｎ４との間の距離は同じ距離とする。
　そして、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂから放射される電波の誘電体基板内の実効波長をλとした場合、距離Ｌ３と距離Ｌ４の差はλ／２、あるいはλ／２の奇数倍となるように設定される。これにより、給電点ＳＰ２１Ａと給電点ＳＰ２２Ａには、互いに逆位相の高周波信号が供給される。同様に、給電点ＳＰ２１Ｂと給電点ＳＰ２２Ｂには、互いに逆位相の高周波信号が供給される。
　放射素子１２１Ａにおいて、給電点ＳＰ２１Ａと給電点ＳＰ２２Ａとは、放射素子１２１Ａの中心に対して、互いにＹ軸の逆方向にオフセットしている。同様に、放射素子１２１Ｂにおいて、給電点ＳＰ２１Ｂと給電点ＳＰ２２Ｂとは、放射素子１２１Ｂの中心に対して、互いにＹ軸の逆方向にオフセットしている。そのため、各放射素子において、２つの給電点に互いに逆位相の高周波信号が供給されることよって、一方の給電点に対応する電波の位相と、他方の給電点に対応する電波の位相が同位相になる。
　なお、分岐点Ｎ２から分岐点Ｎ３、Ｎ４までの距離が等しく設定されているため、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂから放射されるＹ軸方向を偏波方向とする電波の位相は同位相となる。
　素子対を構成する２つ放射素子の給電線を上記のような接続態様とすることによって、２つの放射素子から放射される各偏波方向の電波についての位相を揃えることができるので、基板の法線方向のアンテナゲインを最大化することができる。
　なお、２つの給電点に供給される高周波信号は、完全な逆位相でなくとも略逆位相であってもよい。本明細書において略逆位相とは、１８０°±１０°の範囲の位相差を含むものとする。
　［態様］
　上記した各実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
　（第１項）一態様に係るアンテナモジュールは、対向する第１面および第２面を有する第１基板と、対向する第３面および第４面を有し、第１基板の第２面と第３面とが対向するように配置される第２基板と、第１基板において第１面側に設けられる放射素子と、第１基板に設けられ、第１基板の法線方向において放射素子と対向する第１接地電極と、第１基板を法線方向から平面視した場合に、第１接地電極よりも第２基板側に設けられるパワーインダクタと、第２基板において第４面側に設けられ、パワーインダクタと接続される電子部品とを備え、パワーインダクタは、磁性体コアと、第１基板と第２基板とに跨がって磁性体コアの周囲を巻回する巻線とを有し、第１基板の第２面側および第２基板の第３面側の少なくとも一方に、磁性体コアが配置される凹部が設けられている。
　（第２項）第１項のアンテナモジュールであって、磁性体コアは、第２面よりも第２基板側に突出して配置されている。
　（第３項）第１項または第２項のアンテナモジュールであって、凹部は、第１基板の第２面側に設けられている第１凹部であって、第２基板の第３面側に、第１凹部と対向する第２凹部が設けられており、第１凹部および第２凹部に、磁性体コアが配置される。
　（第４項）第１項または第２項のアンテナモジュールであって、凹部は、第１基板の第２面側に設けられている第１凹部であって、第２基板の第３面側に、第１凹部と対向する第２凹部が設けられており、磁性体コアは、第１コアと第２コアとに分離されており、第１凹部に第１コアが配置され、第２凹部に第２コアが配置される。
　（第５項）第１項～第４項のいずれか１項のアンテナモジュールであって、第１基板に配置され、電子部品から出力される信号を放射素子に供給する給電線をさらに備え、第１基板の法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタと重ならない位置に給電線が配置されている。
　（第６項）第１項～第４項のいずれか１項のアンテナモジュールであって、第１基板に配置され、電子部品から出力される信号を放射素子に供給する給電線をさらに備え、第１基板を法線方向に直交する方向から平面視した場合に、パワーインダクタと重なる位置に給電線が配線されている。
　（第７項）第１項～第４項のいずれか１項のアンテナモジュールであって、第１基板に配置され、電子部品から出力される信号を放射素子に供給する給電線をさらに備え、第１基板は長辺と短辺とを有する矩形状の基板であり、第１基板の法線方向と直交し、かつ長辺に直交する方向から平面視した場合に、パワーインダクタと重ならない位置に給電線が配線されている。
　（第８項）第１項～第７項のいずれか１項のアンテナモジュールであって、第２基板に配置される第２接地電極をさらに備え、第２基板を法線方向において、パワーインダクタは、第１接地電極と第２接地電極との間に配置されている。
　（第９項）第１項～第８項のいずれか１項のアンテナモジュールであって、電子部品は、ＲＦＩＣ（Radio　Frequency　Integrated　Circuit）と、ＰＭＩＣ（Power　Management　Integrated　Circuit）とを含み、第２基板を法線方向から平面視した場合に、パワーインダクタと、ＲＦＩＣおよびＰＭＩＣの少なくとも一方とが重なる。
　（第１０項）第１項～第９項のいずれか１項のアンテナモジュールであって、パワーインダクタは、トロイダルコイルによって構成されている。
　（第１１項）他の態様に係る通信装置は、第１項～第１０項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールを搭載している。
　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　通信装置、５０　筐体、１００，１００Ａ～１００Ｆ　アンテナモジュール、１１０，１１０Ａ　ＲＦＩＣ、１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈ，１１７，１１７Ａ，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、１１６，１１６Ａ，１１６Ｂ　信号合成／分波器、１１８，１１８Ａ，１１８Ｂ　ミキサ、１１９，１１９Ａ，１１９Ｂ　増幅回路、１２０，１２０Ａ～１２０Ｆ　アンテナ装置、１２１，１２１Ａ～１２１Ｈ，１４１，１４１Ａ～１４１Ｄ　放射素子、１３１，１３２，１３２Ａ，１３５，１３６　誘電体基板、１５１Ａ～１５１Ｄ，１５５Ａ，１５５Ｂ　給電線、１６０，１６５，１６６　はんだバンプ、１７０　ＰＭＩＣ、１８０，１８０Ａ，１８０Ｂ　パワーインダクタ、１８１，１８１Ａ，１８１ｂ，１８１ｃ　磁性体コア、１８２，１８２Ａ　巻線、１９０　封止体、１９５　電源回路、１９６　制御回路、２００　ＢＢＩＣ、２１０，２１５　コネクタ、２５０　実装基板、２６０　金属ブロック、２６５　ヒートシンク、２７０　伝熱部材、１３１０，１３２０　凹部、ＣＬ　中心軸、ＧＮＤ１，ＧＮＤ２　接地電極、Ｓ１～Ｓ４，Ｓ１０，Ｓ１１　基板面、ＳＰ１Ａ，ＳＰ１Ｂ，ＳＰ２１Ａ，ＳＰ２１Ｂ，ＳＰ２２Ａ，ＳＰ２２Ｂ　給電点、Ｔ１，Ｔ２　厚さ。

Claims (11)

  1. 　対向する第１面および第２面を有する第１基板と、
    　対向する第３面および第４面を有し、前記第１基板の前記第２面と前記第３面とが対向するように配置される第２基板と、
    　前記第１基板において前記第１面側に設けられる放射素子と、
    　前記第１基板に設けられ、前記第１基板の法線方向において前記放射素子と対向する第１接地電極と、
    　前記第１接地電極よりも前記第２基板側に設けられるパワーインダクタと、
    　前記第２基板において前記第４面側に設けられ、前記パワーインダクタと接続される電子部品とを備え、
    　前記パワーインダクタは、
    　磁性体コアと、
    　前記第１基板と前記第２基板とに跨がって前記磁性体コアの周囲を巻回する巻線とを有し、
    　前記第１基板の前記第２面側および前記第２基板の前記第３面側の少なくとも一方に、前記磁性体コアが配置される凹部が設けられている、アンテナモジュール。
  2. 　前記磁性体コアは、前記第２面よりも前記第２基板側に突出して配置されている、請求項１に記載のアンテナモジュール。
  3. 　前記凹部は、前記第１基板の前記第２面側に設けられている第１凹部であって、
    　前記第２基板の前記第３面側に、前記第１凹部と対向する第２凹部が設けられており、
    　前記第１凹部および前記第２凹部に、前記磁性体コアが配置される、請求項１または請求項２に記載のアンテナモジュール。
  4. 　前記凹部は、前記第１基板の前記第２面側に設けられている第１凹部であって、
    　前記第２基板の前記第３面側に、前記第１凹部と対向する第２凹部が設けられており、
    　前記磁性体コアは、第１コアと第２コアとに分離されており、
    　前記第１凹部に前記第１コアが配置され、
    　前記第２凹部に前記第２コアが配置される、請求項１または請求項２に記載のアンテナモジュール。
  5. 　前記第１基板に配置され、前記電子部品から出力される信号を前記放射素子に供給する給電線をさらに備え、
    　前記第１基板の法線方向から平面視した場合に、前記パワーインダクタと重ならない位置に前記給電線が配置されている、請求項１～請求項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基板に配置され、前記電子部品から出力される信号を前記放射素子に供給する給電線をさらに備え、
    　前記第１基板を法線方向に直交する方向から平面視した場合に、前記パワーインダクタと重なる位置に前記給電線が配線されている、請求項１～請求項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基板に配置され、前記電子部品から出力される信号を前記放射素子に供給する給電線をさらに備え、
    　前記第１基板は長辺と短辺とを有する矩形状の基板であり、
    　前記第１基板の法線方向と直交し、かつ前記長辺に直交する方向から平面視した場合に、前記パワーインダクタと重ならない位置に前記給電線が配線されている、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  8. 　前記第２基板に配置される第２接地電極をさらに備え、
    　前記第２基板の法線方向において、前記パワーインダクタは、前記第１接地電極と前記第２接地電極との間に配置されている、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  9. 　前記電子部品は、
    　ＲＦＩＣ（Radio　Frequency　Integrated　Circuit）と、
    　ＰＭＩＣ（Power　Management　Integrated　Circuit）とを含み、
    　前記第２基板を法線方向から平面視した場合に、前記パワーインダクタと、前記ＲＦＩＣおよび前記ＰＭＩＣの少なくとも一方とが重なる、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  10. 　前記パワーインダクタは、トロイダルコイルによって構成されている、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  11. 　請求項１～請求項１０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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006086335A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Sumida Corporation 磁気素子、コイル部品、アンテナコイルおよび可変パワーインダクタ
JP2020123946A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 株式会社村田製作所 アンテナモジュール及びアンテナ機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086335A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Sumida Corporation 磁気素子、コイル部品、アンテナコイルおよび可変パワーインダクタ
JP2020123946A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 株式会社村田製作所 アンテナモジュール及びアンテナ機器

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