CN109565112B - 天线装置 - Google Patents

Abstract

天线装置(1E)具备第一～第n+2电介质层(Sn+2)(2≤n)、第一～第n贴片电极(P1)和接地电极(P)，第m贴片电极(Pm)(1≤m≤n‑1)具有与第m频率对应的大小的两个面，两个面中的一个面与第m电介质层(Sm)相接，两个面中的另一个面与第m+1电介质层(Sm+1)相接，第m+1贴片电极(Pm+1)具有与第m+1频率对应的大小的两个面，两个面中的一个面与所述第m+1电介质层(Sm+1)相接，两个面中的另一个面与第m+2电介质层(Sm+2)相接，接地电极(P)具有与第n+1电介质层(Sn+1)相接的面和与第n+2电介质层(Sn+2)相接的面，第一电介质层(S1)包含电介质基板。

Description

天线装置

技术领域

本公开涉及天线装置。

背景技术

天线装置(以下也称为“天线”。)是决定无线通信***的通信性能的重要的构成要素。天线有各种种类，在实现单面指向性的天线中有贴片天线。例如在专利文献1中公开了贴片天线的构造例。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/095639号

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中记载了接地用导体部与贴片导体部对置的构造的贴片天线。在该构造的贴片天线中，支承接地用导体部、贴片导体部等导体部的印刷基板等电介质的介电常数以及介质损耗角正切(电容器内的电能损耗的程度)决定贴片天线的辐射效率。例如，如果介电常数大，则流过贴片导体部的电流的波长缩短，电流密度提高，导体损耗增大。此外，若介质损耗角正切大，则透过电介质内的电磁波的介质损耗增大。

然而，专利文献1所记载的贴片天线存在组装成本大的问题。此外，为了将贴片天线用于无线通信***(特别是移动体通信***)，要求宽指向性的贴片天线。

本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种组装作业容易且能够将制造成本抑制得较低，同时指向性宽的贴片天线技术。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，作为代表性的发明之一，提供一种天线装置，其具备第一～第n+2电介质层(2≤n)、第一～第n贴片电极以及接地电极，第m贴片电极(1≤m≤n-1)具有与第m频率对应的大小的两个面，所述两个面中的一个面与第m电介质层相接，所述两个面中的另一个面与第m+1电介质层相接，第m+1贴片电极具有与第m+1频率对应的大小的两个面，所述两个面中的一个面与所述第m+1电介质层相接，所述两个面中的另一个面与第m+2电介质层相接，所述接地电极具有与第n+1电介质层相接的面和与所述第n+2电介质层相接的面，所述第一电介质层包含电介质基板。

本说明书包含作为本申请的优先权的基础的日本专利申请号2016-221218号的公开内容。

发明效果

根据本公开，能够提供一种组装作业容易且能够抑制制造成本，同时指向性宽的贴片天线技术。上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。

附图说明

图1是概略地表示实施例1所涉及的天线装置的图。

图2是分解表示天线装置所包含的各构成要素的图。

图3是表示天线装置的与yz平面平行的面的截面的图。

图4是用于说明天线装置的支承构造的图。

图5是第一电介质基板的上表面的主视图。

图6是第四电介质基板的下表面的主视图。

图7是表示安装有发送高频信号的电子部件的天线装置的截面的图。

图8是表示电子电路的内部结构的图。

图9是概略地表示实施例2所涉及的天线装置的图。

图10是概略地表示实施例3所涉及的天线装置的图。

图11是概略地表示实施例4所涉及的天线装置的图。

图12是表示天线装置的设计例的图。

图13是天线装置所具有的构成要素的主视图。

图14是表示天线特性的模拟结果的图。

图15是表示两个频率下的天线装置的辐射图案的图。

图16是表示变形例2的天线装置的图。

图17是表示在先申请的天线装置的结构的图。

具体实施方式

[概要]

本申请的发明人在在先申请的日本专利2016-002177中，提出了图17所示的在贴片电极201与接地电极202之间设置有电介质基板203和空隙G的天线装置。如图17所示，上述天线装置具备被两个电介质基板203及204相夹的贴片电极201和形成在电介质基板205上的接地电极202。具有上述结构的天线装置能够容易地制造，而且是高增益且宽指向性的，但由于仅具有一个贴片电极201，因此利用单一频率的电磁波来接收信号。

然而，为了提高GPS(Global Positioning System：全球定位***)这样的全球定位***中的定位的稳定性，已知有利用两个频率的电磁波来接收信号的天线技术。

然而，在现有的与两个频率对应的天线装置中，难以充分地满足在产业用途等中利用的高精度GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星***)所要求的增益及指向性。

因此，本申请的发明人改良了先前提出的天线装置，提出了一种高增益且宽指向性，并利用多个频率的电磁波来接收信号的天线技术。

以下，基于附图对本公开的实施例进行说明。另外，本公开的实施例并不限定于后述的实施例，在其技术思想的范围内能够进行各种变形。此外，对后述的各实施例的说明中使用的各图的对应部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

此外，在本说明书中，所谓的电介质层这样的用语，有时指电介质基板本身，有时也指空气层。电介质层也指层叠电介质基板和空气层而得到的层。电介质层也可以包含电介质基板及空气层以外的电介质。

<实施例1>

图1是概略地表示实施例1所涉及的天线装置1的图。本实施例的天线装置1具备第一电介质基板11、第二电介质基板12、第三电介质基板13、第四电介质基板14、第一贴片电极15、第二贴片电极16以及接地电极17。天线装置1所具备的各构成要素例如分别大致平行地配置。此外，在第三电介质基板13与接地电极17之间设置有空气层G。以下，参照图2对天线装置1所包含的各构成要素进行说明。

图2是分解表示天线装置1所包含的各构成要素的图。第一电介质基板11是厚度为t1且具有上表面11a及下表面11b的方形的板状构件。第二电介质基板12是厚度为t2且具有上表面12a及下表面12b的方形的板状构件。第三电介质基板13是厚度为t3且具有上表面13a及下表面13b的方形的板状构件。第四电介质基板14是具有上表面14a及下表面14b的方形的板状构件。

第一电介质基板11、第二电介质基板12、第三电介质基板13以及第四电介质基板14的材料是FR4、丙烯、特氟隆(注册商标)等。各基板优选使用以玻璃环氧树脂为材料的印刷基板，但也可以使用丙烯酸板、ABS(使丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合而形成的树脂)、玻璃板等电介质。

各基板的尺寸LS比接地电极17的尺寸L大一些，在天线装置1的使用频率中需要取足够的大小。换言之，各基板的尺寸LS与第一贴片电极15以及第二贴片电极16的尺寸相比足够大。优选地，各基板的尺寸LS理想上是贴片电极的尺寸的2倍以上的大小。但是，在重视天线装置1的小型化的情况下也可以进一步减小。各基板的尺寸LS例如在使用频率为1GHz左右的情况下，优选为100～300mm左右。

也能够构成为第一电介质基板11、第二电介质基板12、第三电介质基板13和第四电介质基板14各自的大小不同。在这种情况下，可以将配置接地电极17的第四电介质基板14的尺寸按照上述的例子以贴片电极的尺寸的2倍为基准进行设定，第一电介质基板11、第二电介质基板12以及第三电介质基板13只要是能够配置第一贴片电极15以及第二贴片电极16的尺寸就可以比这更小。

第一贴片电极15由具有上表面15a以及下表面15b的圆形的薄的板状构件或薄膜构成。第二贴片电极16由具有上表面16a以及下表面16b的圆形的薄的板状构件或薄膜构成。第一贴片电极15以及第二贴片电极16的外径L1以及L2与通常的贴片天线同样，由无线***的载波频率决定。通常大多是基于载波频率的1/2波长的长度来设定贴片电极的一边的长度。

基于自由空间中的波长，贴片电极的一边的长度例如在920MHz频带的情况下为140mm左右，在1.6GHz频带的情况下为78mm左右。但是，由于天线装置1会受到支承各电极的电介质基板的介电常数的影响所引起的波长缩短，因此，实际的贴片电极的尺寸比基于上述自由空间中的波长的尺寸小数％～数十％左右。

在本实施例中，第一贴片电极15的外径L1比第二贴片电极16的外径L2小。换言之，第一贴片电极15接收或辐射的电磁波的波长比第二贴片电极16接收或辐射的电磁波的波长短。或者，第一贴片电极15接收或辐射的电磁波的频率高于第二贴片电极16接收或辐射的电磁波的频率。

第一贴片电极15以及第二贴片电极16的形状只要能够得到所希望的特性，就可以是圆形以外的形状。第一贴片电极15以及第二贴片电极16的形状例如可以为正n边形(n为4以上)。第一贴片电极15以及第二贴片电极16形成为铜、铝、金等板状构件或薄膜。

接地电极17是具有上表面17a以及下表面17b的方形的薄的板状构件或薄膜。接地电极17形成为铜、铝、金等板状构件或薄膜。接地电极17形成在第四电介质基板14的上表面14a的大致整个面。因此，接地电极17的俯视时的大小比第一贴片电极15以及第二贴片电极16的俯视时的大小大。空气层G的厚度为dg，例如通过在天线装置的四角设置杆使第三电介质基板13与接地电极17分离而设置。电介质层的有效介电常数能够通过设置空气层G来调节。

图3是天线装置1的与yz平面平行的面的剖视图。如图3所示，第一电介质基板11的下表面11b与第二电介质基板12的上表面12a相接，第一贴片电极15被夹在第一电介质基板11与第二电介质基板12之间。第二电介质基板12的下表面12b与第三电介质基板13的上表面13a相接，第二贴片电极16被夹在第二电介质基板12与第三电介质基板13之间。

接地电极17隔着空气层G与第三电介质基板13的下表面13b对置。接地电极17配置成覆盖第四电介质基板的上表面14a。在本实施例中，接地电极17与第四电介质基板的上表面14a相接，但接地电极17也可以与第四电介质基板的上表面14a分离。

天线装置1能够将第一电介质基板11的厚度t1、第二电介质基板12的厚度t2、第三电介质基板13的厚度t3以及空气层G的厚度dg作为设计参数，来设计动作增益、带宽。t1、t2、t3及dg在以下的范围内设计。

[数学表达式1]

在此，λ是第一贴片电极15辐射或接收的电磁波的自由空间中的波长λ1、第二贴片电极16辐射或接收的电磁波的自由空间中的波长λ2或λ1与λ2的平均值。上段的式子是用于天线装置1作为微天线进行动作的条件，下段的式子是用于满足设计上的要求的条件。上述参数的值例如使用与所应用的无线通信***相应的值。

图4是用于说明天线装置1的支承构造的图。在图4的情况下，第一电介质基板11、第二电介质基板12和第三电介质基板13被配置在四角的杆(柱部)8和螺钉9支承并固定。如图4所示，通过在各基板的四角配置杆8和螺钉9，能够避免对从第一贴片电极15以及第二贴片电极16辐射的电磁波造成不良影响，能够抑制天线特性的降低并支承基板。另外，优选杆8和螺钉9为树脂制，但在需要强度的情况下也可以为金属制。

不过，杆8和螺钉9的配置位置只要是不会对从第一贴片电极15以及第二贴片电极16辐射的电磁波产生不良影响的位置即可，例如也可以配置在各基板的边缘部分的任意位置。例如，认为第一贴片电极15以及第二贴片电极16的平面方向的中央部的输入阻抗为0，在理论上，即使接触了导体、电介质，对天线特性的影响也小，因此，能够配置杆8和螺钉9。

在如上述那样在第一贴片电极15以及第二贴片电极16的中央部设置了杆8的情况下，能够降低由中空构造引起的基板的挠曲，能够维持高的天线性能。特别是在产业用途等苛刻的使用条件的情况下，设想会施加很多的机械冲击，有时需要这样的提高强度的构造。此外，在图4中，设置了四根杆8，但根据所需的强度、成本等条件，也可以增加或减少杆的数量。

[天线装置1的详细情况]

在上述的说明中，省略了与天线装置1的各电极连接的导线而进行了说明。实际上，为了使天线装置1工作，需要将第一贴片电极15以及第二贴片电极16与接地电极17电绝缘，向第一贴片电极15以及第二贴片电极16供电。以下，对实际利用天线装置1时所需的供电用的导线、接地用所需的导线的连接方法进行说明。

图5是第一电介质基板11的上表面11a的主视图。如图5所示，在第一电介质基板11的上表面11a设置有用于与第一贴片电极15以及第二贴片电极16电连接的第一信号用焊盘部11d和贯通第一信号用焊盘部11d的通孔11c。通孔11c被导电性的通孔布线覆盖，第一贴片电极15以及第二贴片电极16与贯通通孔11c的信号线2(参照图7)电连接。信号线2能够通过在第一信号用焊盘部11d进行焊接而固定。另外，通孔11c设置在由第一电介质基板11的中心部偏离的位置。

图6是第四电介质基板14的下表面14b的主视图。如图6所示，在第四电介质基板14的下表面14b形成有用于与接地电极17电连接的接地用焊盘部14d。在接地用焊盘部14d形成有通孔14c和多个过孔布线14e。过孔布线14e形成为包围通孔14c。接地电极17经由接地用焊盘部14d与用于接地的导线电连接。与设置在第一电介质基板11的通孔11c同样地，通孔14c设置在由第四电介质基板14的中心部偏离的位置。

在接地用焊盘部14d的内侧，隔着间隙部14f形成有第二信号用焊盘部14g，这一点图6未示出。即，接地用焊盘部14d与第二信号用焊盘部14g被间隙部14f隔开。因此，接地用焊盘部14d与第二信号用焊盘部14g未电连接。换言之，接地用焊盘部14d与第二信号用焊盘部14g绝缘。通孔14c设置在第二信号用焊盘部14g内。

同样，也在第二电介质基板12、第三电介质基板13、第一贴片电极15、第二贴片电极16以及接地电极17设置通孔12c、13c、15c、16c以及17c。天线装置1被设计成，在各电介质基板与电极对置时，各个通孔的位置一致而成为一个贯通孔。在上述贯通孔中***上述信号线2，第一贴片电极15以及第二贴片电极16与信号线2电连接而被供电。

另外，设置在接地电极17的通孔17c的直径设计得比设置在第四电介质基板14的通孔14c的直径大。由此，能够防止信号线2与接地电极17接触而短路。

图7是表示安装有发送高频信号的电子部件的天线装置1的截面的图。上述截面是沿着图5及图6所示的AB线切断时的切断面。在天线装置1中，在第一电介质基板11的上表面11a当中相当于第一贴片电极15的上方的位置设置有供电点3，通过该供电点3输入输出高频信号。

供电点3例如与为了在上述的第一信号用焊盘部11d固定信号线2而粘接的焊料4的部分抵接。在本实施例的情况下，供电点3的阻抗为50Ω。供电点3被选定为高频信号效率最好地进入的位置。在本实施例的情况下，如上所述，供电点3被选定为从第一贴片电极15以及第二贴片电极16的中心稍微偏离的位置。

如上所述，信号线2贯通设置于各电介质基板的通孔而通过焊料4与第一信号用焊盘部11d以及第二信号用焊盘部14g固定。设置于第一电介质基板11以及第二电介质基板12的通孔11c以及12c的内侧被导体覆盖，信号线2与第一贴片电极15以及第二贴片电极16电连接。

另一方面，设置在接地电极17的通孔17c的直径设计得比设置在第四电介质基板14的通孔14c大一点，信号线2不与接地电极17接触而绝缘。即，第一贴片电极15以及第二贴片电极16经由信号线2与第二信号用焊盘部14g电连接，与接地电极17电绝缘。此外，接地电极17经由多个过孔布线14e与接地用焊盘部14d电连接，与第二信号用焊盘部14g电绝缘。

若将天线装置1设为上述那样的结构，则在组装天线装置1时，能够将信号线2焊接在第一电介质基板11的上表面11a侧(天线装置1的外侧)和第四电介质基板的下表面14b侧(天线装置1的外侧)，从而能够容易地进行组装作业。

进一步参照图7，对接地用焊盘部14d以及第二信号用焊盘部14g进行说明。在第二信号用焊盘部14g形成有微带线14h，例如，能够与包含低噪声放大电路的电子电路5连接。

由于接地用焊盘部14d与第二信号用焊盘部14g隔着间隙部14f彼此不接触，因此如图7所示，接地用焊盘部14d的形状形成为コ字形，以包围第二信号用焊盘部14g。由于接地用焊盘部14d和第二信号用焊盘部14g为上述形状，因此，微带线14h能够传送高频信号。另外，间隙部14f被设计为使微带线14h的特性阻抗成为所希望的值(通常为50Ω)。

在图7所示的例子中，接地用焊盘部14d与电子电路5(电路元件)的接地端子5a1连接，第二信号用焊盘部14g经由微带线14h与电子电路5(电路元件)的信号端子(输入端子)5a2连接。另外，由于在第四电介质基板14的上表面14a形成有接地电极17，因此，配置在其下表面14b的电子电路5在电磁场上与天线部分分离。

图8是表示电子电路5的内部结构的图。图8是构成使用了低噪声放大器的有源天线的情况的电子电路5的结构例。电子电路5从输入侧依次具有与电极6(图7中的除去电子电路5的部分)连接的天线端子5a、输出端子5b、低噪声放大器(LNA)5c、带通滤波器(BPF)5d、偏置器(Bias Tee)5e。输出端子5b与作为外部接收电路的解调IC7(解调器)等连接。

[实施例1所涉及的天线装置1所具有的效果]

如上所述，天线装置1具备第一贴片电极15和第二贴片电极16，是与多个频率对应的天线装置。实施例1所涉及的天线装置1具有第一贴片电极15的上表面15a与第一电介质基板11相接的结构。这样，天线装置1能够调整流过第一贴片电极15的电流的波长缩短率而扩大指向性。

此外，天线装置1通过调整上述波长缩短率，与不具有第一电介质基板11的天线装置相比，能够减小第一贴片电极15的一边的尺寸，其结果是，能够使天线装置1小型化。此外，由于天线装置1能够减小第一贴片电极15的面积，因此向减弱第一贴片电极15中流过的电流所辐射的电磁场的波束成形效果的方向产生作用，能够扩大指向性。

由于天线装置1是宽指向性的，因此，适于使用在例如无线通信***中。特别是，在移动体通信***中，由于大多无法确定发送机与接收机的位置关系(方向)，因此，宽指向性的天线装置1适于使用在移动体通信***中。

此外，在天线装置1的制造工序中，通过在第一电介质基板11的上表面11a侧(外侧)和第四电介质基板的下表面14b侧(外侧)的焊接，能够将信号线2固定于第一电介质基板11以及第四电介质基板14。即，能够在两张印刷基板的外侧的面进行焊接作业，能够容易地进行焊接作业。这会使天线装置1的组装作业容易，有助于降低制造成本。

此外，在实施例1所涉及的天线装置1中，第一贴片电极15的外径比第二贴片电极16的外径小。由此，天线装置1能够得到高增益的天线性能。

此外，实施例1所涉及的天线装置1如上述的式1所示，与辐射或接收的电磁波对应地设计各构成要素的厚度。这样，天线装置1的动作增益变大。

<实施例2>

图9是概略地表示实施例2所涉及的天线装置1A的图。在图9的情况下，也省略了杆8和螺钉9。实施例2所涉及的天线装置1A与实施例1的不同之处在于，代替具有用于接地用焊盘部14d以及第二信号用焊盘部14g与电子电路5连接的连接端子，在第四电介质基板14的下表面14b安装有同轴连接器10。该天线装置1A例如作为贴片天线单体而制成产品出厂。

同轴连接器10具有信号端子10a和接地端子10b。信号线2与实施例1的天线装置1的情况相同，贯通设置于各电介质基板和各导体的通孔11c～17c。与实施例1所涉及的天线装置1不同，实施例2涉及的天线装置1A所具备的信号线2的下端作为安装于第四电介质基板14的下表面14b的同轴连接器10的信号端子10a而露出。信号线2与实施例1的情况同样地与接地电极17电绝缘。

如图9所示，在实施例2所涉及的天线装置1A中，在第四电介质基板14的下表面14b，同轴连接器10的接地端子10b经由焊料4与接地用焊盘部14d、过孔布线14e电连接。此外，设置于第四电介质基板14的上表面14a的接地电极17与设置于下表面14b的接地用焊盘部14d经由多个过孔布线14e电连接。即，接地电极17与同轴连接器10的接地端子10b电连接。

在实施例2所涉及的天线装置1A的情况下，在组装天线装置1A时，能够在第一电介质基板11的上表面11a侧(外侧)焊接同轴连接器10的信号端子10a(即信号线2)，并且，能够在第四电介质基板14的下表面14b侧(外侧)焊接同轴连接器10的接地端子10b。

即，能够在两片基板各自的外侧的面进行焊接的作业，能够容易地进行上述作业。特别是，能够从天线装置1A的纵向层叠构造的外侧焊接同轴连接器10，能够容易地进行天线装置1A的组装。其结果是，与实施例1的情况同样，在天线装置1A中，也能够容易地进行其组装作业，而且能够降低制造成本。

<实施例3>

图10是概略地表示实施例3所涉及的天线装置1B的图。实施例3所涉及的天线装置1B是信号线2贯通第二电介质基板12、第三电介质基板13及第四电介质基板14但不贯通第一电介质基板11的结构。在实施例3的情况下，供电点3通过导电性材料(ConductiveMatching)与第一贴片电极15直接连接。在此，导电性材料可以使用银膏、导电性粘接剂等材料、铜带、铝带等导电性的双面胶带等。当然，也可以是焊料。

<实施例4>

图11是概略地表示实施例4所涉及的天线装置1C的图。图11所示的天线装置1C在第一电介质基板11的上表面11a具有两个供电点3A以及供电点3B。这两个供电点3A以及3B是能够接收各自正交的偏振波分量的供电点，能够作为面向偏振分集天线来利用。进而，通过将在供电点3A和供电点3B接收的信号以相位相差90度的方式进行合成，也能够构成能够接收圆偏振波的天线。在本实施例中，设想接收天线来进行了说明，但同样的讨论在发送天线中也可以直接应用。

<天线装置的设计例>

以下，对天线装置的具体的设计例进行说明。在此，对用于面向GPS的天线装置的情况进行说明。例如，第一贴片电极15以及第二贴片电极16分别设计尺寸，以使中心频率为1.59GHz以及1.275GHz。

图12是表示天线装置1D的设计例的图。图12所示的天线装置1D是以下结构，即，在实施例1中，将第二电介质基板12置换为层叠有电介质基板12A和空气层12B的第二电介质层120，将第三电介质基板13置换为层叠有两个电介质基板13A及13B和空气层13C的第三电介质层130。以下示出各构成要素的尺寸。

电介质基板11：150mm×150mm，厚度1mm，原材料FR4

电介质基板12A：150mm×150mm，厚度2mm，原材料FR4

电介质基板13A：150mm×150mm，厚度2mm，原材料FR4

电介质基板13B：150mm×150mm，厚度2mm，原材料FR4

电介质基板14：150mm×150mm，厚度2mm，原材料FR4

空气层12B：厚度2mm

空气层13C：厚度2mm

第一贴片电极15：φ90mm，圆形形状

第二贴片电极16：φ105mm，圆形形状

接地电极17：148mm×148mm，方形形状

图13是天线装置1D所具有的构成要素的主视图。如图13所示，第一贴片电极15以及第二贴片电极16为圆形形状，接地电极17以及各电介质基板为方形形状。在以上的设计值的情况下，天线装置1D所示出的天线特性和辐射图案的模拟结果如图14以及图15所示。

图14是表示天线特性的模拟结果的图。如图14所示，可知天线装置1D在1.28GHz以及1.59GHz附近的频率处反射损耗变小，能够实现双频天线。

图15是表示两个频率下的天线装置1D的辐射图案的图。在图15中，以单位dB表示天线装置的动作增益。如图15所示，天线装置1D在上述两个频率双方中，为高增益且宽指向性。

如上所述，实施例所涉及的天线装置1、1A～1D为高增益且宽指向性，且对应于多个频率，最适合于GNSS。上述天线装置特别能够期待利用于要求高精度定位的产业用途，能够有效应用于农业、土木、铁路以及防灾等领域。具体而言，上述天线装置例如能够有效应用于大规模农地的农业机械的行驶引导、施工现场中的重型机的控制、铁道的驾驶员支援、有可能发生山崩、悬崖塌陷的危险的倾斜地的常时监视等。

另外，本公开并不限定于上述的实施方式，包含各种变形例。例如，上述实施方式是为了易于理解地说明本公开而进行详细地说明，并不限定于必须具备所说明的全部结构。

此外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，此外，也能够在某实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。此外，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。另外，附图中记载的各构件、相对的尺寸为了容易理解地说明本公开而简化、理想化了，有时会与实际安装不同。

<变形例1>

在上述实施例的说明中，对天线装置1的第一电介质基板11以及第四电介质基板14在各自的四个角部被杆8以及螺钉9支承的情况进行了说明。但是，如果将由刚性高的导体构件形成的信号线2通过焊料4以高的接合力与各个基板接合，则天线装置1也可以不必在四个角部设置杆8以及螺钉9。

<变形例2>

在上述实施例的说明中，天线装置1具备与不同频率对应的两个贴片电极。天线装置1也可以具备与多个频率对应的三个以上的贴片电极。

图16是表示变形例2的天线装置1E的图。在图16所示的天线装置1E中，具备第一～第n+2电介质层Sn+2(2≤n)、第一～第n贴片电极Pn和接地电极P，第m贴片电极(1≤m≤n-1)具有与第m频率对应的大小的两个面，两个面中的一个面与第m电介质层相接，两个面中的另一个面与第m+1电介质层相接，第m+1贴片电极具有与第m+1频率对应的大小的两个面，两个面中的一个面与第m+1电介质层相接，两个面中的另一个面与第m+2电介质层相接，接地电极P具有与第n+1电介质层Sn+1相接的面和与第n+2电介质层Sn+2相接的面，第一电介质层S1包含电介质基板。

具有上述结构的天线装置1E能够对应于三个以上的频率。在此，上述电介质层S2～Sn+2可以仅包含电介质基板，也可以包含电介质基板和空气层，也可以仅包含空气层。此外，由于第一电介质层S1包含电介质基板，因此，天线装置1E成为通过波长缩短效果而具有宽指向性的天线装置。

此外，在天线装置1中，n个贴片电极被配置成随着往接地电极P去而尺寸变大。这样，天线装置1E成为高增益且宽指向性。

对于天线装置1E来说，在第一电介质层S1～第n电介质层Sn分别是厚度为t1～tn的电介质基板，且第n+1电介质层Sn+1由厚度为tn+1的电介质基板和厚度为dg的空气层G构成的情况下，也可以设计成满足以下式子所示的关系。

[数学表达式2]

这里，第n+1电介质层所包含的电介质基板与第n贴片电极Pn所具有的面相接，空气层G与接地电极P所具有的面相接。此外，λ是第m贴片电极Pm辐射或接收的电磁波的自由空间中的波长λm、第n贴片电极Pn辐射或接收的电磁波的自由空间中的波长λn或λ1～λn的平均值。λ也可以是λ1～λn的中央值。上段的式子是用于天线装置1作为微天线进行动作的条件，下段的式子是用于满足设计上的要求的条件。上述参数的值例如使用与所应用的无线通信***相应的值。天线装置1E通过满足上述式子所示的关系，从而动作增益变大。

<变形例3>

在天线装置的设计例的栏中，天线装置1D具有两个空气层12B和空气层13C。上述空气层12B及空气层13C可以由不同的电介质形成。空气层12B及空气层13C例如为了实现所希望的辐射特性也可以是具有适当的介电常数的间隔件。

附图标记说明

1...天线装置

2...信号线

3...供电点

4...焊料

5...电子电路

5a...天线端子

5b...输出端子

5c...低噪声放大器

5d...带通滤波器

5e...偏置器

6...天线

7...解调IC

8...杆

9...螺钉

10...同轴连接器

10a...信号端子

10b...接地端子

11...第一电介质基板

12...第二电介质基板

13...第三电介质基板

14...第四电介质基板

15...第一贴片电极

16...第二贴片电极

17...接地电极

12B、13C、G...空气层

11a、12a、13a、14a、15a、16a、17a...上表面

11b、12b、13b、14b、15b、16b、17b...下表面

11c、12c、13c、14c、15c、16c、17c...通孔

11d...第一信号用焊盘部

14d...接地用焊盘部

14e...过孔布线

14f...间隙部

14g...第二信号用焊盘部

14h...微带线

120...第二电介质层

130...第三电介质层

本说明书中引用的全部刊物、专利文献通过直接引用而编入本说明书中。

Claims (6)

1.一种天线装置，具备：

第一～第n+2电介质层；

第一～第n贴片电极；和

接地电极，

第m贴片电极具有与第m频率对应的大小的两个面，所述两个面中的一个面与所述第m电介质层相接，所述两个面中的另一个面与所述第m+1电介质层相接，

所述第m+1贴片电极具有与第m+1频率对应的大小的两个面，所述两个面中的一个面与所述第m+1电介质层相接，所述两个面中的另一个面与所述第m+2电介质层相接，

所述接地电极具有与所述第n+1电介质层相接的面和与所述第n+2电介质层相接的面，

所述第一电介质层包含电介质基板，

n为2以上的整数，m为1以上且小于n的整数，

所述第一～第n电介质层各自由厚度为t1～tn的电介质基板构成，所述第n+1电介质层由厚度为tn+1的电介质基板和厚度为dg的空气层构成，

所述第n+1电介质层所包含的所述电介质基板与所述第n贴片电极所具有的所述另一个面相接，

所述第n+1电介质层所包含的所述空气层与所述接地电极相接，

且满足以下的关系：

[数学表达式1]

在此，λ是所述第m贴片电极Pm辐射或者接收的电磁波的自由空间中的波长λm、所述第n贴片电极Pn辐射或者接收的电磁波的自由空间中的波长λn或者λ1～λn的平均值。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，

所述第一贴片电极所具有的所述一个面与所述第一电介质层所包含的所述电介质基板相接。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，

所述第m贴片电极的外径比所述第m+1贴片电极的外径小，所述第m频率比所述第m+1频率高。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，

该天线装置还具有：

由所述第n+2电介质层包含的电介质基板；

第一焊盘部，形成在由所述第一电介质层包含的所述电介质基板所具有的上表面；

形成在由所述第n+2电介质层包含的所述电介质基板所具有的下表面的第二焊盘部以及与所述第二焊盘部电绝缘的第三焊盘部；

导体部，贯通所述第一～第n+2电介质层、所述第一～第n贴片电极及所述接地电极，

所述第一焊盘部、所述第三焊盘部及所述第一～第n贴片电极经由所述导体部电连接，

所述第二焊盘部和所述接地电极电连接，

所述接地电极和所述导体部电绝缘。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其中，

设置于所述接地电极的所述导体部所贯通的贯通孔的直径比设置于由所述第n+2电介质层包含的所述电介质基板的所述导体部所贯通的贯通孔的直径大。

6.一种天线装置，具备：

第一电介质层，包含电介质基板；

第二电介质层；

第三电介质层；

第四电介质层；

第一贴片电极，具有与第一频率对应的大小的两个面，所述两个面中的一个面与所述第一电介质层相接，所述两个面中的另一个面与所述第二电介质层相接；

第二贴片电极，具有与第二频率对应的大小的两个面，所述两个面中的一个面与所述第二电介质层相接，所述两个面中的另一个面与所述第三电介质层相接；和

接地电极，具有与所述第三电介质层相接的面和与所述第四电介质层相接的面，

所述第一电介质层由厚度为t1的电介质基板构成，所述第二电介质层由厚度为t2的电介质基板构成，所述第三电介质层由厚度为t3的电介质基板和厚度为dg的空气层构成，

所述第三电介质层所包含的所述电介质基板与所述第二贴片电极所具有的所述另一个面相接，

所述第三电介质层所包含的所述空气层与所述接地电极相接，

且满足以下的关系：

[数学表达式2]

在此，λ是所述第一贴片电极辐射或者接收的电磁波的自由空间中的波长λ1、所述第二贴片电极辐射或者接收的电磁波的自由空间中的波长λ2、或者λ1和λ2的平均值。

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