CN110506367B - 天线模块和通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的天线模块(1)具有：电介质基板(20)；包括多个贴片天线(111)的阵列天线(10)；与多个贴片天线(111)电连接的RFIC(40)；与RFIC(40)电连接的信号导体柱(131)；以及被设定为地电位的地导体柱(132)，其中，在从与电介质基板(20)的第一主面垂直的方向观察的情况下，地导体柱(132)在由多个贴片天线(111)辐射或接收的高频信号的极化方向上配置于信号导体柱(131)与电介质基板(20)的最接近该信号导体柱(131)的第一侧面之间。

Description

天线模块和通信装置
技术领域
本发明涉及一种天线模块和通信装置。
背景技术
作为使无线通信用的贴片天线(patch antenna)与高频电路部件一体化而成的天线模块，提出了以下结构：在电介质基板的第一主面侧配置有贴片天线，在电介质基板的与第一主面相反的一侧的第二主面安装有高频元件(即高频电路部件)(例如，参照专利文献1)。而且，在电介质基板内设置有接地层(即地图案导体)，在电介质基板的第二主面设置有接地导体柱，由此能够屏蔽来自高频元件的不需要的辐射。另外，在电介质基板的第二主面还设置有信号导体柱。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/063759号
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述以往的结构中，存在以下情况：由于从贴片天线辐射到空间中的高频信号或者由贴片天线接收的空间中的高频信号的影响，RF特性变差。具体地说，这些空间中的高频信号会向信号端子(在上述以往的结构中为信号导体柱)传播，从而，传播到该信号端子的高频信号被输入到高频电路部件，由此，发生上述RF特性的恶化。这种问题在该高频信号易于传播到该信号端子的毫米波等中特别显著。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，关于使贴片天线与高频电路部件一体化而成的天线模块和通信装置，实现其RF特性的提高。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的天线模块具有：电介质基板；天线，其包括多个贴片天线，所述多个贴片天线设置于所述电介质基板的第一主面侧，用于辐射或接收高频信号；高频电路部件，其安装于所述电介质基板的与所述第一主面相反的一侧的第二主面侧，与所述多个贴片天线电连接；信号端子，其设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，与所述高频电路部件电连接；以及地端子，其设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，被设定为地电位，其中，在从与所述电介质基板的所述第一主面垂直的方向观察的情况下，所述地端子在由所述多个贴片天线辐射或接收的高频信号的极化方向上配置于所述信号端子与所述电介质基板的最接近该信号端子的第一侧面之间。
由此，地端子成为屏蔽件，能够提高多个贴片天线与信号端子之间的隔离度(isolation)。其结果，能够抑制上述高频信号给信号端子带来的影响。因而，能够抑制由于从多个贴片天线传播到信号端子的高频信号被输入到高频电路部件而引起的RF特性的恶化。即，关于使贴片天线与高频电路部件一体化而成的天线模块，能够实现其RF特性的提高。
另外，也可以是，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述高频电路部件配置于配置有所述多个贴片天线的区域内。
由此，能够将高频电路部件与各贴片天线连接的馈电线设计得短，因此，因馈电线产生的损耗得以减少，从而能够实现高性能的天线模块。这种天线模块适合用作当馈电线变长时由该馈电线所引起的损耗容易变大的毫米波带的天线模块。
另外，也可以是，所述天线模块具有包括所述地端子在内的多个地端子，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子排列配置于所述电介质基板的端部处的、沿着所述第一侧面的位置。
由此，能够进一步提高多个贴片天线与信号端子之间的隔离度，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，也可以是，所述天线模块具有包括所述地端子在内的多个地端子，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子以围绕所述信号端子的方式排列配置。
由此，能够进一步提高多个贴片天线与信号端子之间的隔离度，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，也可以是，所述信号端子是用于输入或输出与所述高频信号对应的信号的端子，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子以围绕包括所述信号端子在内的全部信号端子的方式排列配置。
由此，能够提高多个贴片天线与全部信号端子之间的隔离度，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，也可以是，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子排列配置于所述电介质基板的端部处的、沿着全部侧面的位置。
由此，能够在提高多个贴片天线与信号端子之间的隔离度的同时、将信号端子配置在由多个地端子围绕的区域的任意的位置。也就是说，信号端子的布局自由度提高。
另外，也可以是，所述多个地端子以等间隔的方式排列配置，所述多个地端子中的相邻的2个地端子的中心之间的距离为由所述多个贴片天线辐射或接收的高频信号的有效波长的1/2以下。
由此，能够有意地使该2个地端子之间的间隙比该有效波长的1/2窄。因而，能够更可靠地屏蔽该高频信号，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，也可以是，所述天线模块具有包括所述地端子在内的多个地端子，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子中的至少1个地端子配置于所述信号端子与所述高频电路部件之间。
由此，能够提高高频电路部件与信号端子之间的隔离度。因此，能够抑制经由信号端子传递的信号给高频电路部件带来的影响、或者高频电路部件的不需要的辐射给信号端子带来的影响等高频电路部件与地端子之间的相互的影响，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，也可以是，所述地端子由铜或以铜为主成分的合金形成。
通过像这样使地端子包含导电率高的铜，能够提高通过地端子得到的屏蔽效果，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，也可以是，所述高频电路部件包括功率放大器，所述功率放大器对输入到所述信号端子的信号进行放大，所述多个贴片天线用于辐射被所述功率放大器放大后的信号。
当从贴片天线辐射的高频信号向信号端子传播时，发生功率放大器的振荡等意外的不良状况，由此RF特性变差。与此相对，根据本方式，能够抑制上述高频信号给信号端子带来的影响。因而，能够抑制由于从多个贴片天线传播到信号端子的高频信号被输入到功率放大器而引起的RF特性的恶化，从而实现RF特性的提高。
另外，也可以是，所述高频电路部件包括相位调整电路，所述相位调整电路用于调整在所述多个贴片天线与该高频电路部件之间传递的高频信号的相位，所述信号端子用于输入或输出相位被所述相位调整电路调整的信号。
当因贴片天线引起的高频信号向信号端子传播时，发生相位调整电路对移相度的调整无法如期望的那样进行等意外的不良状况，由此RF特性变差。与此相对，根据本方式，能够抑制上述高频信号给信号端子带来的影响。因而，能够抑制由于从多个贴片天线传播到信号端子的高频信号被输入到相位调整电路而引起的RF特性的恶化，从而实现RF特性的提高。
另外，也可以是，所述天线模块还具有密封构件，所述密封构件设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，由密封所述高频电路部件的树脂形成，所述信号端子和所述地端子分别是沿厚度方向贯穿所述密封构件的导体柱。
由此，关于使多个贴片天线与高频电路部件一体化而成的天线模块，能够使其安装于母基板的安装面侧平坦化，因此能够实现安装工序的简化。
另外，本发明的一个方式所涉及的通信装置具备：上述任一个天线模块；以及BBIC(基带IC即基带集成电路)，其中，所述高频电路部件是进行发送***的信号处理和接收***的信号处理中的至少一方的信号处理的RFIC(射频集成电路)，在所述发送***的信号处理中，将从所述BBIC经由所述信号端子输入的信号进行上变频后输出到所述天线，在所述接收***的信号处理中，将从所述天线输入的高频信号进行下变频后经由所述信号端子输出到所述BBIC。
根据这种通信装置，通过具备上述任一个天线模块，能够实现RF特性的提高。
发明的效果
根据本发明，关于使贴片天线与高频电路部件一体化而成的天线模块和通信装置，能够实现其RF特性的提高。
附图说明
图1是实施方式所涉及的天线模块的外观立体图。
图2是实施方式所涉及的天线模块的分解立体图。
图3是实施方式所涉及的天线模块的俯视图和截面图。
图4A是第一仿真模型的立体图。
图4B是第一仿真模型的俯视图。
图5A是第二仿真模型的立体图。
图5B是第二仿真模型的俯视图。
图6是示出第一仿真模型和第二仿真模型中的隔离度特性的图表。
图7是示出具备实施方式所涉及的天线模块的通信装置的结构的电路框图。
图8是实施方式的变形例1所涉及的天线模块的俯视图。
图9是实施方式的变形例2所涉及的天线模块的俯视图。
图10是实施方式的变形例3所涉及的天线模块的俯视图。
图11是具有虚设导体柱的天线模块的一例的主要部分俯视图。
图12是具有虚设导体柱的天线模块的另一例的主要部分俯视图。
具体实施方式
下面，使用附图来详细说明本发明的实施方式。此外，下面说明的实施方式均示出总括性或具体性的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。将下面的实施方式中的结构要素中的未记载于独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。另外，附图所示的结构要素的大小或者大小之比未必是严格的。另外，在各图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，有时省略或简化重复的说明。
(实施方式)
[1.天线模块]
[1-1.结构]
图1～图3是示出实施方式所涉及的天线模块1的结构的图。具体地说，图1是实施方式所涉及的天线模块1的外观立体图。图2是实施方式所涉及的天线模块1的分解立体图。更具体地说，该图示出了使电介质基板20与密封构件30分离后的状态。图3是实施方式所涉及的天线模块1的俯视图和截面图。更具体地说，图3的(a)是以透视电介质基板20的方式从上表面侧(图中的Z轴正侧)观察天线模块1的情况下的俯视图，图3的(b)是图3的(a)的III-III线处的截面图。
以后，将天线模块1的厚度方向设为Z轴方向、将垂直于Z轴方向且彼此正交的方向分别设为X轴方向和Y轴方向来进行说明，将Z轴正侧设为天线模块1的上表面(顶面)侧来进行说明。但是，在实际的使用方式中，也有时天线模块1的厚度方向不是上下方向，因此天线模块1的上表面侧不限于上方向。另外，在本实施方式中，天线模块1具有大致矩形平板形状，X轴方向和Y轴方向分别为与天线模块1的相邻的2个侧面平行的方向。此外，天线模块1的形状不限于此，例如也可以是大致圆形平板形状，并且，不限于平板形状，也可以是中央部的厚度与周缘部的厚度不同的形状。
另外，在图2中，作为RFIC 40的端子的表面电极(也称为盘或垫)或者与表面电极连接的导电性接合材料(例如，焊料)暴露于密封构件30的上表面，但是省略其图示。另外，在图3的(b)中，简明起见，有时将严格地说处于不同截面的结构要素表示在同一图面内、或者省略处于同一截面的结构要素的图示。
如图1所示，天线模块1具有阵列天线10以及在上表面侧设置了阵列天线10的电介质基板20。在本实施方式中，天线模块1还具有设置于电介质基板20的下表面的密封构件30。另外，如图2和图3所示，天线模块1还在电介质基板20的下表面侧具有作为高频电路部件的RFIC 40、作为信号端子的信号导体柱131以及作为地端子的地导体柱132。在本实施方式中，除了信号导体柱131的下表面和地导体柱132的下表面以外，该RFIC 40、信号导体柱131以及地导体柱132被密封构件30所覆盖。另外，在本实施方式中，信号导体柱131和地导体柱132均设置有多个。此外，信号导体柱131和地导体柱132各自的个数没有特别限定，只要是1个以上即可。
下面，具体说明构成这些天线模块1的各构件。
阵列天线10是包括多个贴片天线111的天线，该多个贴片天线111设置于电介质基板20的第一主面侧即上表面侧(Z轴正侧)，用于辐射或接收高频信号。在本实施方式中，阵列天线10包括配置成6行3列的二维状的18个贴片天线111。
此外，构成阵列天线10的贴片天线111的个数和配置不限于此，例如，多个贴片天线111也可以排列配置成一维状。
如图3所示，各贴片天线111由与电介质基板20的主面大致平行地设置的图案导体构成，在该图案导体的下表面具有馈电点111p。该贴片天线111将所馈送的高频信号辐射到空间中、或者接收空间中的高频信号。在本实施方式中，贴片天线111将从RFIC 40向馈电点111p馈送的高频信号辐射到空间中，接收空间中的高频信号后将该高频信号从馈电点111p输出到RFIC 40。也就是说，本实施方式中的贴片天线111既是辐射同与RFIC 40之间传递的高频信号相当的电波(在空间传播的高频信号)的辐射元件，也是接收该电波的接收元件。
在本实施方式中，在俯视天线模块1的情况下(从Z轴正侧观察的情况下)，贴片天线111呈由沿Y轴方向延伸且与X轴方向相向的1对边以及沿X轴方向延伸且与Y轴方向相向的1对边所围绕的矩形形状，馈电点111p设置于相对于该矩形形状的中心点而言向Y轴负侧偏离的位置。因此，在本实施方式中，由贴片天线111辐射或接收的电波的极化方向为Y轴方向。
该电波的波长和相对带宽等取决于贴片天线111的尺寸(在此为Y轴方向的大小和X轴方向的大小)。因此，能够根据频率等要求规格来适当决定贴片天线111的尺寸。
此外，在图1～图3中，简明起见，以使贴片天线111从电介质基板20的上表面暴露出来的方式进行图示。但是，贴片天线111只要设置于电介质基板20的上表面侧即可，例如，在电介质基板20由多层基板构成的情况下，也可以设置于多层基板的内层。
在此，“上表面侧”意味着在上下方向上比中心靠上侧。即，在具有第一主面以及与其相反的一侧的第二主面的电介质基板20中，“设置于第一主面侧”意味着相比于第二主面更接近第一主面地设置。以后，其它构件的同样的表达也是同样的。
电介质基板20由基板主体20a和各种导体构成，该基板主体20a由电介质材料形成，该各种导体构成上述的贴片天线111等。在本实施方式中，该电介质基板20是如图2和图3的(a)所示那样具有4个侧面21～24的大致矩形平板形状，且是如图3的(b)所示那样通过层叠多个电介质层来构成的多层基板。此外，电介质基板20不限于此，例如也可以是大致圆形平板形状，或者也可以是单层基板。
电介质基板20的各种导体除了包括构成贴片天线111的图案导体以外，还包括用于形成与阵列天线10及RFIC 40一起构成天线模块1的电路的导体。该导体具体地说包括：构成在RFIC 40的ANT端子141与贴片天线111的馈电点111p之间传递高频信号的馈电线的图案导体121和通路导体122；以及在信号导体柱131与RFIC 40的I/O端子142之间传递信号的图案导体124。
图案导体121沿着电介质基板20的主面设置于电介质基板20的内层，例如将与贴片天线111的馈电点111p连接的通路导体122同与RFIC 40的ANT端子141连接的通路导体122进行连接。
通路导体122沿着与电介质基板20的主面垂直的厚度方向设置，例如是将设置于互不相同的层的图案导体之间进行连接的层间连接导体。
图案导体124沿着电介质基板20的主面设置于电介质基板20的下表面，例如将信号导体柱131与RFIC 40的I/O端子142进行连接。
作为这种电介质基板20，例如能够使用低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics：LTCC)基板或者印刷电路板等。
此外，优选的是，在电介质基板20中，还在图案导体121的上层和下层设置有隔着图案导体121相向地配置的一对地图案导体。更优选的是，这些地图案导体是遍及电介质基板20的大致整体地设置的。通过像这样遍及电介质基板20的大致整体地设置地图案导体，能够抑制由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号经由电介质基板20内部向各信号导体柱131传播。另外，也可以仅设置该一对地图案导体中的例如图案导体121的上层的地图案导体，不设置图案导体121的下层的地图案导体。
另外，图案导体124也可以设置于电介质基板20的内层，经由通路导体来将信号导体柱131与RFIC 40的I/O端子142进行连接。
密封构件30设置于电介质基板20的下表面(第二主面)侧，由密封RFIC 40的树脂构成。在本实施方式中，密封构件30设置在电介质基板20的下表面上，具有与电介质基板20的4个侧面21～24为同一个面的4个侧面以及与电介质基板20的下表面大致平行的1个下表面，并设置于电介质基板20的整个下表面。也就是说，在本实施方式中，RFIC 40、信号导体柱131以及地导体柱132被埋入到密封构件30。
这种密封构件30的材质没有特别限定，例如能够使用环氧或者聚酰亚胺树脂等。
此外，密封构件30的形状不限于上述形状，也可以具有位于比电介质基板20的侧面21～24靠内侧或外侧的位置的侧面，还可以具有设置有台阶的下表面。另外，密封构件30也可以不与电介质基板20的下表面直接接触，而是在密封构件30与该下表面之间设置绝缘膜等。
RFIC 40是安装于电介质基板20的下表面侧的、与多个贴片天线111电连接的高频电路部件，构成RF信号处理电路。RFIC 40进行发送***的信号处理和接收***的信号处理中的至少一方，在所述发送***的信号处理中，将从后述的BBIC经由信号导体柱131输入的信号进行上变频后输出到阵列天线10，在所述接收***的信号处理中，将从阵列天线10输入的高频信号进行下变频后经由信号导体柱131输出到BBIC。
在本实施方式中，RFIC 40具有与多个贴片天线111对应的多个ANT端子141以及与多个信号导体柱131对应的多个I/O端子142。例如，RFIC 40将经由发送***的信号导体柱131输入到发送***的I/O端子142(在此作为Input端子来发挥功能)的信号进行上变频和分波等后，从多个ANT端子141馈送到多个贴片天线111，来作为发送***的信号处理。另外，例如，RFIC 40将由多个贴片天线111接收的被输入到多个ANT端子141的信号进行合波和下变频等后，从接收***的I/O端子142(在此作为Output端子来发挥功能)经由接收***的信号导体柱131输出，来作为接收***的信号处理。
此外，关于RFIC 40中的信号处理的一例，与使用天线模块1的通信装置的结构一起在后面叙述。
另外，如图3所示，在从与电介质基板20的上表面垂直的方向观察的情况下(即，从Y轴正侧观察的情况下)，RFIC 40配置于作为配置有多个贴片天线111的区域的ANT区域内。由此，将RFIC 40与各贴片天线111连接的馈电线能够设计得短。
在此，ANT区域是指在从上述方向观察的情况下包含多个贴片天线111的最小的区域，在本实施方式中为矩形形状的区域。另外，在从上述方向观察的情况下，RFIC 40位于ANT区域意味着RFIC 40的至少一部分位于ANT区域内，特定地说，意味着整个RFIC 40位于ANT区域内。通过像这样配置RFIC40，能够将馈电线设计为对于任何贴片天线111都是短的。
此外，ANT区域的形状与多个贴片天线111的配置方式对应，不限于矩形形状。
信号导体柱131是设置于电介质基板20的下表面侧的、与RFIC 40电连接的信号端子，是沿厚度方向贯穿密封构件30的导体柱。在本实施方式中，信号导体柱131构成为圆柱形状，设置在电介质基板20的下表面上。具体地说，信号导体柱131的上表面与电介质基板20的图案导体124连接，信号导体柱131的下表面从密封构件30的下表面暴露出来。
地导体柱132是设置于电介质基板20的下表面侧的、被设定为地电位的地端子，是沿厚度方向贯穿密封构件30的导体柱。在本实施方式中，地导体柱132构成为圆柱形状，设置在电介质基板20的下表面上。具体地说，地导体柱132的上表面与电介质基板20的地电极(未图示)连接，地导体柱132的下表面从密封构件30的下表面暴露出来。
这种信号导体柱131和地导体柱132在天线模块1被安装于母基板(未图示)时成为天线模块1的外部连接端子。也就是说，利用回流焊等将信号导体柱131及地导体柱132电连接且机械连接到母基板的电极，由此将天线模块1安装于母基板。
这种信号导体柱131和地导体柱132的材质没有特别限定，例如能够使用导电率高的(即电阻值低的)铜等。
此外，信号导体柱131和地导体柱132中的各导体柱也可以不设置在电介质基板20的下表面上。也就是说，关于信号导体柱131和地导体柱132的各导体柱，可以是各导体柱的上方端部被埋入电介质基板20，也可以是各导体柱不与电介质基板20的下表面直接接触，而是在各导体柱与该下表面之间设置绝缘膜等。
另外，地导体柱132可以不与电介质基板20的地电极(未图示)连接，也可以是，天线模块1安装于母基板(未图示)后地导体柱132与母基板的地电极连接，由此地导体柱132被设定为地电位。另外，地导体柱132也可以经由电介质基板20的图案导体来与RFIC 40的地端子电连接。
另外，信号导体柱131和地导体柱132不限于圆柱形状，例如也可以是棱柱形状或者截面为大致圆形或大致矩形的锥形形状。
如以上那样，在本实施方式所涉及的天线模块1中，在电介质基板20的第一主面侧(在本实施方式中为上表面侧)设置有多个贴片天线111，在电介质基板20的第二主面侧(在本实施方式中为下表面侧)安装有高频电路部件(在本实施方式中为RFIC 40)。另外，从与电介质基板20的主面垂直的方向来看(在本实施方式中为从Z轴方向来看)，RFIC 40配置于ANT区域内。
由此，根据本实施方式，连接高频电路部件与各贴片天线111的馈电线能够设计得短，因此，因馈电线产生的损耗得以减少，从而能够实现高性能的天线模块1。这种天线模块1适合用作当馈电线变长时由该馈电线所引起的损耗容易变大的毫米波带的天线模块。
[1-2.信号端子(信号导体柱)与地端子(地导体柱)的位置关系]
[1-2-1.得到本发明的经过]
关于此，本申请发明人在开展这种使贴片天线与高频电路部件一体化而成的天线模块的开发的过程中，注意到天线模块的RF特性会由于由贴片天线辐射或接收的高频信号(在空间传播的高频信号、即电波)向信号端子(相当于本实施方式的信号导体柱)传播而变差。
具体地说，在低于毫米波带的频带中，与由贴片天线在空间传播的高频信号的波长相比，信号端子的尺寸足够小，因此该高频信号难以向信号端子传播。与此相对，在如毫米波带那样高频的频带中，由贴片天线在空间传播的高频信号的波长短，因此该高频信号变得易于向信号端子传播。关于此，为了抑制该高频信号向信号端子的传播，需要使信号端子进一步小型化，但是由于制造工序或要求规格上的限制，信号端子的小型化是有极限的。因此，在高频的频带中，难以使信号端子的尺寸相比于由贴片天线在空间传播的高频信号的波长而言足够小，如上所述在空间传播的高频信号易于向信号端子传播。
另外，由贴片天线在空间传播的高频信号在电介质基板中从设置有该贴片天线的一个主面侧经该电介质基板的侧面朝向另一个主面侧绕行。因此，从贴片天线向信号端子传播的高频信号在电介质基板中主要从该高频信号的极化方向上的侧面绕行。
另外，从电介质基板的侧面到ANT区域的间隙越窄，即在俯视电介质基板的情况下ANT区域所占的比例越高，则这种高频信号的绕行越显著。因而，为了抑制该高频信号的绕行，考虑将从电介质基板的侧面到ANT区域的间隙确保得宽，但是这种结构会妨碍天线模块的小型化。
因此，本申请发明人为了在使贴片天线与高频电路部件一体化而成的天线模块中抑制由贴片天线在空间传播的高频信号(以后，有时记载为“因贴片天线引起的高频信号”)向信号端子的传播，而着眼于信号端子与地端子之间的相对位置关系，以致构思出本发明。
[1-2-2.实施方式中的位置关系]
下面，继续使用图3来说明本实施方式中的信号导体柱131(即信号端子)与地导体柱132(即地端子)之间的位置关系。
如图3的(a)所示，在本实施方式中，在从与电介质基板20的上表面(即第一主面)垂直的方向观察的情况下(即，在从Z轴正侧观察的情况下)，在由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号的极化方向(在此为Y轴方向)上，地导体柱132配置于各信号导体柱131与电介质基板20的最接近该信号导体柱131的侧面之间。具体地说，在从上述的方向观察的情况下，在电介质基板20的端部，沿着电介质基板20的在该极化方向上的一个侧面21配置有多个(在此为14个)地导体柱132。另外，在从上述的方向观察的情况下，在电介质基板20的端部，沿着电介质基板20的在该极化方向上的另一个侧面23配置有多个(在此为14个)地导体柱132。
另外，在从上述的方向观察的情况下，多个地导体柱132以围绕至少1个信号导体柱131的方式排列配置，在本实施方式中，以围绕全部信号导体柱131的方式排列配置。具体地说，在从上述的方向观察的情况下，多个地导体柱132在电介质基板20的端部沿着全部侧面21～24排列配置。更具体地说，多个地导体柱132沿着电介质基板20的外周配置成矩形环状，多个信号导体柱131沿着其内周配置成矩形环状。
另外，该多个地导体柱132以等间隔的方式排列配置，相邻的2个地导体柱132的中心间的距离p为由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号的有效波长的1/2以下。另外，在本实施方式中，多个信号导体柱131以等间隔的方式排列配置，相邻的2个信号导体柱131的中心间的距离与相邻的2个地导体柱132的中心间的距离大致等同。另外，在本实施方式中，沿着电介质基板20的各侧面21～24排列且相邻的地导体柱132同信号导体柱131的中心间的距离与相邻的2个地导体柱132的中心间的距离大致等同。
在此，“有效波长”意味着考虑到所关注的区域的介电常数的实际波长，在本实施方式中，意味着主要考虑到设置有地导体柱132的密封构件30的介电常数和导磁率的实际波长。例如，当将由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号在真空中的波长设为λ0、将密封构件30的相对介电常数设为εr、将密封构件30的相对导磁率设为μr时，有效波长λg近似为下式。
Figure GDA0002209675800000141
此外，多个信号导体柱131的配置方式不限于上述，例如也可以是以相邻的2个地导体柱132的中心间的距离的2倍以上的整数倍来等间隔地配置，还可以不等间隔地配置。另外，沿着电介质基板20的各侧面21～24排列且相邻的地导体柱132与信号导体柱131的中心间的距离不限于上述，例如，也可以是相邻的2个地导体柱132的中心间的距离的2倍以上的整数倍，还可以是该整数倍以外的任意的距离。
根据本实施方式，通过使多个信号导体柱131与多个地导体柱132为如上所述的位置关系，能够抑制高频信号从贴片天线111向信号导体柱131的空间传播。也就是说，能够提高贴片天线111与信号导体柱131之间的隔离度。
[1-2-3.利用仿真进行的比较]
关于这一点，使用第一仿真模型和第二仿真模型来进行说明。
首先，说明与实施方式的比较例相当的第一仿真模型。
图4A是第一仿真模型90M的立体图。图4B是第一仿真模型90M的俯视图。此外，无论是哪个仿真模型，都在图案导体121与馈电元件111a之间除构成馈电线的通路导体122及其周围以外的部分处设置有将图案导体121与馈电元件111a隔开的地图案导体，但是简明起见省略了其图示。
此外，在图4A中，虽然省略了将与贴片天线111的馈电点111p连接的通路导体122同与信号导体柱131连接的图案导体121进行连接的结构，但是它们彼此电连接。另外，这些图还一并示出了安装有第一仿真模型90M的母基板50和母基板50中的馈电用的图案导体51。关于这些事项，在后述的第二仿真模型的立体图和俯视图中也是同样的。
如这些图所示，第一仿真模型90M具有与实施方式所涉及的天线模块1中的、在Y轴方向上相邻的2个贴片天线111对应的结构。但是，相比于实施方式，第一仿真模型90M的不同之处在于，在从与电介质基板20的上表面垂直的方向观察的情况下(在从Z轴正侧观察的情况下)，信号导体柱131配置于电介质基板20的端部。也就是说，第一仿真模型90M为以下结构：在信号导体柱131与最接近该信号导体柱131的侧面21之间未配置地导体柱132。
另外，在实施方式中，作为贴片天线111，以具有馈电点111p的1个图案导体为例来进行了说明，但是，在此使用以下结构：贴片天线111具有馈电元件111a和无馈电元件111b，其中馈电元件111a为具有馈电点111p的图案导体，无馈电元件111b不具有馈电点111p且与馈电元件111a相离地配置于馈电元件111a的上表面侧。
接着，说明与实施方式相当的第二仿真模型。
图5A是示出第二仿真模型10M的立体图。图5B是第二仿真模型10M的俯视图。
如这些图所示，相比于第一仿真模型90M，在第二仿真模型10M中，在信号导体柱131与最接近该信号导体柱131的侧面21之间配置有地导体柱132。另外，进一步说，在第二仿真模型10M中，以围绕信号导体柱131的方式配置有多个地导体柱132。具体地说，相比于第一仿真模型90M，第二仿真模型10M为以下结构：在比信号导体柱131靠电介质基板20的侧面21侧(也就是说外侧)的位置配置有多个地导体柱132，并且，在比信号导体柱131靠与电介质基板20的侧面21相反的一侧(也就是说内侧)的位置配置有多个地导体柱132。
图6是示出第一仿真模型90M和第二仿真模型10M中的隔离度特性的图表。具体地说，在此，作为隔离度，示出了贴片天线111与信号导体柱131之间的分离度，更具体地说，示出了传播到信号导体柱131的从贴片天线111辐射的高频信号相对于该高频信号的强度比的绝对值。
根据该图可以明确的是，根据第二仿真模型10M，相比于第一仿真模型90M而言，贴片天线111与信号导体柱131之间的隔离度提高了30dB以上。
[1-2-4.总结]
根据该第一仿真模型90M和该第二仿真模型10M的隔离度的比较结果(参照图6)还可以明确，根据本实施方式，起到如下的效果。即，在从与电介质基板20的第一主面垂直的方向观察的情况下(在本实施方式中为从Z轴正侧观察的情况下)，地端子(在本实施方式中为多个地导体柱132)在因多个贴片天线111引起的高频信号的极化方向(在本实施方式中为Y轴方向)上配置于信号端子(在本实施方式中为多个信号导体柱131)与电介质基板20的最接近该信号端子的第一侧面(在本实施方式中为侧面21或侧面23)之间，由此，地端子成为屏蔽件，能够提高多个贴片天线111与信号端子之间的隔离度。其结果，能够抑制上述高频信号给信号端子带来的影响。因而，能够抑制由于从多个贴片天线111传播到信号端子的高频信号被输入到高频电路部件(在本实施方式中为RFIC 40)而引起的RF特性的恶化。即，关于使贴片天线111与高频电路部件一体化而成的天线模块1，能够实现其RF特性的提高。
另外，根据本实施方式，在从上述的垂直的方向观察的情况下，多个地端子在电介质基板20的端部沿着第一侧面排列配置，由此能够进一步提高多个贴片天线111与信号端子之间的隔离度。因此，能够实现RF特性的进一步提高。
另外，根据本实施方式，在从上述的垂直的方向观察的情况下，多个地端子以围绕信号端子的方式排列配置，由此，对于该信号端子而言，能够将向与上述的极化方向不同的极化方向极化的高频信号也屏蔽。因此，能够进一步提高多个贴片天线111与信号端子之间的隔离度，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，根据本实施方式，在从上述的垂直的方向观察的情况下，多个地端子以围绕全部信号端子的方式排列配置，由此，对于全部信号端子而言，能够将在与上述的极化方向不同的极化方向上极化的高频信号也屏蔽。因此，能够提高多个贴片天线111与全部信号端子之间的隔离度，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，根据本实施方式，在从上述的垂直的方向观察的情况下，多个地端子在电介质基板20的端部沿着全部侧面21～24排列配置，由此能够在提高多个贴片天线111与信号端子之间的隔离度的同时、将信号端子配置在由多个地端子围绕的区域中的任意的位置。也就是说，信号端子的布局自由度提高。
另外，例如，优选的是，地端子由铜或以铜为主成分的合金形成。通过像这样使地端子包含导电率高的铜，能够提高通过地端子得到的屏蔽效果，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，根据本实施方式，多个地端子中的相邻的2个地端子的中心间的距离(在本实施方式中为相邻的2个地导体柱132的中心间的距离p(参照图3的(a)))为由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号的有效波长的1/2以下。由此，能够有意地使该2个地端子间的间隙(在本实施方式中为相邻的2个地导体柱132间的间隙d(参照图3的(a)))比该有效波长的1/2窄(例如75％以下)。因而，能够更可靠地屏蔽该高频信号，因此能够实现RF特性的进一步提高。
另外，根据本实施方式，具有用于密封高频电路部件的密封构件30，信号端子和地端子分别是沿厚度方向贯穿密封构件30的导体柱(具体地说，分别为信号导体柱131和地导体柱132)。由此，关于使多个贴片天线111与高频电路部件一体化而成的天线模块1，能够使其安装于母基板的安装面侧平坦化，因此能够实现安装工序的简化。
[2.通信装置]
本实施方式所涉及的天线模块1以下表面为安装面来安装于印刷电路板等母基板，例如能够与安装于母基板的BBIC 2一起构成通信装置。
关于此，本实施方式所涉及的天线模块1能够通过对从各贴片天线111辐射的高频信号的相位和信号强度进行控制来实现清晰的方向性。这种天线模块1例如能够使用于支持作为在5G(第五代移动通信***)中有前景的无线传输技术之一的Massive MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)的通信装置。
因此，下面，以同时描述天线模块1的RFIC 40的处理的方式来说明这种通信装置。
图7是示出具备实施方式所涉及的天线模块1的通信装置5的结构的电路框图。此外，在该图中，简明起见，作为RFIC 40的电路块，仅图示了与阵列天线10所具有的多个贴片天线111中的4个贴片天线111对应的电路块，省略了其它电路块的图示。另外，下面，对与该4个贴片天线111对应的电路块进行说明，省略其它电路块的说明。
如该图所示，通信装置5具备天线模块1和构成基带信号处理电路的BBIC 2。
天线模块1如上所述那样具备阵列天线10和RFIC 40。
RFIC 40具备开关31A～31D、33A～33D及37、功率放大器32AT～32DT、低噪声放大器32AR～32DR、衰减器34A～34D、移相器35A～35D、信号合成/分波器36、混合器38以及放大电路39。
开关31A～31D及33A～33D是对各信号路径中的发送和接收进行切换的开关电路。
从BBIC 2经由信号端子(具体地说，发送***的信号导体柱131)传递到RFIC 40的信号被放大电路39放大后，通过混合器38进行上变频。上变频后的高频信号被信号合成/分波器36分为4个，通过4个发送路径被馈送到各不相同的贴片天线111。此时，能够通过独立地调整配置于各信号路径的移相器35A～35D的移相度，来调整阵列天线10的方向性。
另外，由阵列天线10所具有的各贴片天线111接收到的高频信号分别经由不同的4个接收路径并被信号合成/分波器36合波，通过混合器38进行下变频并被放大电路39放大后经由信号端子(具体地说，接收***的信号导体柱131)传递到BBIC 2。
此外，也可以是，RFIC 40不具备上述的开关31A～31D、33A～33D及37、功率放大器32AT～32DT、低噪声放大器32AR～32DR、衰减器34A～34D、移相器35A～35D、信号合成/分波器36、混合器38以及放大电路39中的任意部件。另外，也可以是，RFIC 40仅具有发送路径和接收路径中的任一个。另外，本实施方式所涉及的通信装置5还能够应用于以下***：不仅发送接收单个频带(频段)的高频信号、还发送接收多个频带(多频段)的高频信号的***。
这样，RFIC 40包括对输入到信号端子(在本实施方式中为信号导体柱131)的信号进行放大的功率放大器32AT～32DT，多个贴片天线111辐射被功率放大器32AT～32DT放大后的信号。
在这种通信装置5中，当从贴片天线111辐射的高频信号向信号端子传播时，发生功率放大器32AT～32DT的振荡等意外的不良状况，由此RF特性变差。
与此相对，通信装置5通过具备上述的天线模块1，能够抑制上述高频信号给信号端子带来的影响。因而，能够抑制由于从多个贴片天线111传播到信号端子的高频信号被输入到功率放大器32AT～32DT而引起的RF特性的恶化，从而实现RF特性的提高。
另外，RFIC 40包括对在多个贴片天线111与RFIC 40之间传递的高频信号的相位进行调整的相位调整电路，信号端子(在本实施方式中为信号导体柱131)用于输入或输出相位被相位调整电路调整的信号。在此，在本实施方式中，相位调整电路由移相器35A～35D构成，发送***的信号导体柱131用于输入相位被相位调整电路调整前的信号，接收***的信号导体柱131用于输出相位被相位调整电路调整后的信号。
在这种通信装置5中，当因贴片天线111引起的高频信号向信号端子传播时，发生相位调整电路对移相度的调整无法如期望的那样进行等意外的不良状况，由此RF特性变差。
与此相对，通信装置5通过具备上述的天线模块1，能够抑制上述高频信号给信号端子带来的影响。因而，能够抑制由于从多个贴片天线111传播到信号端子的高频信号被输入到相位调整电路而引起的RF特性的恶化，从而实现RF特性的提高。
此外，天线模块1中的信号端子(在实施方式中为信号导体柱131)和地端子(在实施方式中为地导体柱132)的配置不限于上述实施方式。因此，下面说明不同于上述实施方式的配置来作为实施方式的变形例。
(变形例1)
图8是实施方式的变形例1所涉及的天线模块1A的俯视图。此外，在该图中，示出了以透视电介质基板20的方式从上表面侧(图中的Z轴正侧)观察天线模块1A的情况下的俯视图。这在以后的各变形例的俯视图中也是同样的。
如该图所示，相比于实施方式所涉及的天线模块1，本变形例所涉及的天线模块1A的不同之处在于：在从与电介质基板20的第一主面垂直的方向观察的情况下(即从Z轴正侧观察的情况下)，还在各信号端子(在此为信号导体柱131)与高频电路部件(在此为RFIC40)之间配置有地端子(在此为地导体柱132)。也就是说，在从该垂直的方向观察的情况下，天线模块1A所具有的多个地端子中的至少1个地端子配置于信号端子与高频电路部件之间。
具体地说，相比于实施方式，在本变形例中，在从该垂直的方向观察的情况下，还在配置成矩形环状的多个信号导体柱131与RFIC 40之间具有配置成矩形环状的多个地导体柱132。
即使是这样构成的本变形例所涉及的天线模块1A，也具有与实施方式相同的结构，因此起到相同的效果。
另外，根据本变形例，还在信号端子(在此为信号导体柱131)与高频电路部件(在此为RFIC 40)之间配置有地端子(在此为地导体柱132)，由此能够提高高频电路部件与信号端子之间的隔离度。因此，能够抑制经由信号端子传递的信号(即流过信号导体柱131的信号)给高频电路部件带来的影响、或者高频电路部件的不需要的辐射给信号端子带来的影响等高频电路部件与地端子之间的相互影响，因此能够实现RF特性的进一步提高。
(变形例2)
图9是实施方式的变形例2所涉及的天线模块1B的俯视图。
如该图所示，相比于实施方式所涉及的天线模块1，本变形例所涉及的天线模块1B的不同之处在于：未设置在从与电介质基板20的第一主面垂直的方向观察的情况下(即从Z轴正侧观察的情况下)沿着电介质基板20的侧面22排列配置的多个地端子(在此为地导体柱132)和沿着电介质基板20的侧面24排列配置的多个地端子。也就是说，天线模块1B仅具有在从该垂直的方向观察的情况下配置于各信号端子(在此为信号导体柱131)与电介质基板20的在因多个贴片天线111引起的高频信号的极化方向上最接近各信号端子(在此为信号导体柱131)的第一侧面(在本实施方式中为侧面21或侧面23)之间的地端子。
即使是这样构成的本变形例所涉及的天线模块1B，虽然与实施方式相比效果稍微变差，但是通过在信号端子(在此为信号导体柱131)与电介质基板20的最接近该信号端子的侧面之间配置地端子，也能够与实施方式同样地提高多个贴片天线111与信号端子之间的隔离度。
(变形例3)
图10是实施方式的变形例3所涉及的天线模块1C的俯视图。
在上述实施方式及其变形例1、2中，天线模块所具有的全部信号端子(在此为信号导体柱131)被地端子(在此为地导体柱132)所屏蔽。与此相对，在本变形例中，不同之处在于：天线模块1C所具有的多个信号端子中的仅一部分信号端子被地端子屏蔽。具体地说，在该图中，多个信号导体柱131和多个地导体柱132中只有从X轴负侧起位于第2个且从Y轴负侧起位于第2个的信号导体柱131被围绕该信号导体柱131的8个的地导体柱132所屏蔽。
例如，与RFIC 40电连接的多个信号导体柱131用于传递向RFIC 40输入的各种信号或者从RFIC 40输出的各种信号。各种信号包括高频用的信号、控制信号或电源等，该各种信号被分类为在受到因多个贴片天线111引起的高频信号的影响的情况下使RF特性大幅恶化的敏感型信号和即使在受到该影响的情况下也不怎么使RF特性恶化的非敏感型信号。
因此，在本变形例中，例如也可以是，仅使多个信号导体柱131中的传递敏感型信号的信号导体柱131被地导体柱132屏蔽。
根据这样构成的本变形例所涉及的天线模块1C，全部信号端子(在此为信号导体柱131)中的仅一部分信号端子被地端子(在此为地导体柱132)屏蔽，由此能够减少地端子的个数。
在此，信号导体柱131所传递的“高频用的信号”是指与由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号对应的信号，在本变形例中，是从BBIC 2等输入的基带信号或向BBIC 2输出的基带信号。
关于此，在本变形例中，作为安装于电介质基板20的第二主面侧的高频电路部件，以RFIC 40为例来进行了说明，因此“高频用的信号”是频率比由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号低的基带信号。但是，该高频电路部件不限于RFIC 40，只要是以下的电路部件即可：将输入到高频用的信号端子(在此为信号导体柱131)的信号进行处理后向阵列天线10输出来使阵列天线10辐射高频信号，或者，将被阵列天线10接收从而从阵列天线10输入的高频信号进行处理后向高频用的信号端子输出。因此，“高频用的信号”不限于基带信号，也可以是频率与由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号的频率相同的高频信号。
即，“高频用的信号”是指由天线模块1C的主路径传输的信号，包括由多个贴片天线111辐射或接收的高频信号中包含的信息(例如，作为通信对象的数字数据)。也就是说，传递高频用的信号的信号端子(在此为信号导体柱131)是指天线模块1C的主路径的输入端子或输出端子。
(其它变形例)
以上，说明了本发明的实施方式及其变形例所涉及的天线模块和通信装置，但是本发明不限定于上述实施方式及其变形例。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有本公开的天线模块和通信装置的各种设备也包括在本发明中。
例如，天线模块也可以还具有设置于电介质基板20的第二主面侧(在上述说明中为下表面侧)的、与信号端子(在上述说明中为信号导体柱131)及地端子(在上述说明中为地导体柱132)不同的虚设端子等端子。作为这种结构，以具有虚设导体柱的结构为例来进行说明，该虚设导体柱是由导体柱构成的虚设端子。例如，虚设端子是指在天线模块中不与其它电连接的独立的端子，是在将天线模块安装于母基板等时用于确保机械的连接强度的端子。
图11是具有虚设导体柱133的天线模块的一例的主要部分俯视图。图12是具有虚设导体柱133的天线模块的另一例的主要部分俯视图。
如这些图所示，关于天线模块，在从与电介质基板20的第一主面垂直的方向观察的情况下(在此为从Z轴正侧观察的情况下)，在由贴片天线111辐射或接收的高频信号的极化方向(在此为Y轴方向)上，在信号导体柱131与电介质基板20的最接近该信号导体柱131的第一侧面(在此为侧面21)之间设置有地导体柱132即可，在其它端子布局位置也可以设置虚设导体柱133。
另外，既可以如图11所示那样沿着第一侧面排列配置多个地导体柱132，也可以如图12所示那样将地导体柱132与虚设导体柱133排列配置。
此外，也可以不设置图11和图12所示的虚设导体柱133。也就是说，也可以是，天线模块仅具有1个信号导体柱131和1个地导体柱132，该地导体柱132配置于因贴片天线引起的高频信号的极化方向上的、该1个信号导体柱131与第一侧面之间。
另外，在上述说明中，以RFIC 40进行发送***的信号处理和接收***的信号处理这两方的结构为例来进行了说明，但是不限于此，也可以仅进行任一方。
另外，在上述说明中，作为高频电路部件，以RFIC 40为例来进行了说明，但是高频电路部件不限于此。例如，也可以是，高频电路部件是对输入到信号端子(在上述说明中为信号导体柱131)的信号进行放大的功率放大器，多个贴片天线111辐射被该功率放大器放大后的信号。或者，例如也可以是，高频电路部件是对在多个贴片天线111与该高频电路部件之间传递的高频信号的相位进行调整的相位调整电路，信号端子(在上述说明中为信号导体柱131)用于输入或输出相位被该相位调整电路调整的信号。
另外，在上述说明中，设为天线模块具有密封构件30，信号端子和地端子是贯穿密封构件30的导体柱。但是，天线模块也可以不具有密封构件，信号端子和地端子也可以是作为设置于电介质基板20的第二主面侧(例如第二主面上)的图案电极的表面电极。这样构成的天线模块能够通过信号端子和地端子来安装于具有腔结构的母基板等。
产业上的可利用性
本发明作为具有带通滤波器功能的天线元件，能够广泛利用于毫米波带移动通信***和Massive MIMO(大规模多输入多输出)***等的通信设备。
附图标记说明
1、1A、1B、1C：天线模块；2：BBIC；5：通信装置；10：阵列天线(天线)；10M：第二仿真模型；20：电介质基板；20a：基板主体；21～24：侧面；30：密封构件；31A、31B、31C、31D、33A、33B、33C、33D、37：开关；32AR、32BR、32CR、32DR：低噪声放大器；32AT、32BT、32CT、32DT：功率放大器；34A、34B、34C、34D：衰减器；35A、35B、35C、35D：移相器；36：信号合成/分波器；38：混合器；39：放大电路；40：RFIC；50：母基板；51、121、124：图案导体；90M：第一仿真模型；111：贴片天线；111a：馈电元件；111b：无馈电元件；111p：馈电点；122：通路导体；131：信号导体柱(信号端子)；132：地导体柱(地端子)；133：虚设导体柱；141：ANT端子；142：I/O端子。

Claims (13)

1.一种天线模块，具有：
电介质基板，其具有第一主面以及与该第一主面相反的一侧的第二主面；
天线，其包括多个贴片天线，所述多个贴片天线设置于所述电介质基板的第一主面侧，用于辐射或接收高频信号；
高频电路部件，其安装于所述电介质基板的与所述第一主面相反的一侧的第二主面侧，与所述多个贴片天线电连接；
信号端子，其设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，与所述高频电路部件电连接；以及
地端子，其设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，被设定为地电位，
其中，在从与所述电介质基板的所述第一主面垂直的方向观察的情况下，所述地端子在由所述多个贴片天线辐射或接收的高频信号的极化方向上配置于所述信号端子与所述电介质基板的最接近该信号端子的第一侧面之间，
所述天线模块具有包括所述地端子在内的多个地端子，在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子中的至少1个地端子配置于所述信号端子与所述高频电路部件之间。
2.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，
在从所述垂直的方向观察的情况下，所述高频电路部件配置于配置有所述多个贴片天线的区域内。
3.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于，
所述天线模块具有包括所述地端子在内的多个地端子，
在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子排列配置于所述电介质基板的端部处的、沿着所述第一侧面的位置。
4.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于，
所述天线模块具有包括所述地端子在内的多个地端子，
在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子以围绕所述信号端子的方式排列配置。
5.根据权利要求4所述的天线模块，其特征在于，
所述信号端子是用于输入或输出与所述高频信号对应的信号的端子，
在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子以围绕包括所述信号端子在内的全部信号端子的方式排列配置。
6.根据权利要求4所述的天线模块，其特征在于，
在从所述垂直的方向观察的情况下，所述多个地端子排列配置于所述电介质基板的端部处的、沿着全部侧面的位置。
7.根据权利要求3所述的天线模块，其特征在于，
所述多个地端子以等间隔的方式排列配置，
所述多个地端子中的相邻的2个地端子的中心之间的距离为所述多个贴片天线辐射或接收的高频信号的有效波长的1/2以下。
8.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于，
所述地端子由铜或以铜为主成分的合金形成。
9.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于，
所述高频电路部件包括功率放大器，所述功率放大器对输入到所述信号端子的信号进行放大，
所述多个贴片天线用于辐射被所述功率放大器放大后的信号。
10.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于，
所述高频电路部件包括相位调整电路，所述相位调整电路用于调整在所述多个贴片天线与该高频电路部件之间传递的高频信号的相位，
所述信号端子用于输入或输出相位被所述相位调整电路调整的信号。
11.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于，
所述天线模块还具有密封构件，所述密封构件设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，由密封所述高频电路部件的树脂形成，
所述信号端子和所述地端子分别是沿所述密封构件的厚度方向贯穿所述密封构件的导体柱。
12.一种天线模块，具有：
电介质基板，其具有第一主面以及与该第一主面相反的一侧的第二主面；
天线，其包括多个贴片天线，所述多个贴片天线设置于所述电介质基板的第一主面侧，用于辐射或接收高频信号；
高频电路部件，其安装于所述电介质基板的与所述第一主面相反的一侧的第二主面侧，与所述多个贴片天线电连接；
信号端子，其设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，与所述高频电路部件电连接；以及
地端子，其设置于所述电介质基板的所述第二主面侧，被设定为地电位，
其中，在从与所述电介质基板的所述第一主面垂直的方向观察的情况下，所述地端子在由所述多个贴片天线辐射或接收的高频信号的极化方向上配置于所述信号端子与所述电介质基板的最接近该信号端子的第一侧面之间，
其中，所述高频电路部件用于将经由所述信号端子输入的信号进行上变频后输出到所述天线，或者用于将从所述天线输入的高频信号进行下变频后经由所述信号端子进行输出。
13.一种通信装置，具备：
根据权利要求1～12中的任一项所述的天线模块；以及
BBIC即基带IC，
其中，所述高频电路部件是进行发送***的信号处理和接收***的信号处理中的至少一方的信号处理的RFIC，在所述发送***的信号处理中，将从所述BBIC经由所述信号端子输入的信号进行上变频后输出到所述天线，在所述接收***的信号处理中，将从所述天线输入的高频信号进行下变频后经由所述信号端子输出到所述BBIC。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019176202A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 富士通コンポーネント株式会社 無線モジュール
TWI693744B (zh) * 2019-01-22 2020-05-11 緯創資通股份有限公司 天線系統
DE102019202715A1 (de) 2019-02-28 2020-09-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Folienbasiertes package mit distanzausgleich
DE102019202718B4 (de) 2019-02-28 2020-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Dünnes Dual-Folienpackage und Verfahren zum Herstellen desselben
DE102019202721B4 (de) 2019-02-28 2021-03-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. 3d-flexfolien-package
DE102019202716B4 (de) * 2019-02-28 2020-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Flex-folien-package mit coplanarer topologie für hochfrequenzsignale und verfahren zum herstellen eines derartigen flex-folien-packages
EP3993154A4 (en) * 2019-06-25 2023-06-28 Kyocera Corporation Antenna, wireless communication module, and wireless communication device
CN110429068A (zh) * 2019-08-09 2019-11-08 芯光科技新加坡有限公司 一种天线封装结构及其制备方法、通信设备
JP7318712B2 (ja) * 2019-08-19 2023-08-01 株式会社村田製作所 アンテナ装置及び通信装置
KR102603106B1 (ko) * 2019-09-04 2023-11-15 삼성전기주식회사 어레이 안테나
KR20210061576A (ko) * 2019-11-20 2021-05-28 삼성전기주식회사 안테나 장치
KR102268382B1 (ko) * 2019-11-20 2021-06-23 삼성전기주식회사 칩 안테나 모듈
US11864308B2 (en) * 2020-01-16 2024-01-02 Fujikura Ltd. Substrate and antenna module
JP2022151519A (ja) * 2021-03-23 2022-10-07 スターライト テクノロジーズ リミテッド コンバージドネットワークインフラストラクチャーを提供するための方法およびエッジオーケストレーションプラットフォーム
JP7245947B1 (ja) * 2022-08-15 2023-03-24 Ｆｃｎｔ株式会社 印刷配線基板及び無線通信端末

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789538A (zh) * 2009-01-22 2010-07-28 深圳市华信天线技术有限公司 一种多频贴片天线装置
CN102694245A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 株式会社村田制作所 天线装置
CN204335178U (zh) * 2012-08-09 2015-05-13 株式会社村田制作所 天线装置及无线通信装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2894325B2 (ja) * 1997-06-25 1999-05-24 日本電気株式会社 電子回路のシールド構造
US7696930B2 (en) 2008-04-14 2010-04-13 International Business Machines Corporation Radio frequency (RF) integrated circuit (IC) packages with integrated aperture-coupled patch antenna(s) in ring and/or offset cavities
US8706049B2 (en) * 2008-12-31 2014-04-22 Intel Corporation Platform integrated phased array transmit/receive module
CN201364956Y (zh) * 2009-01-22 2009-12-16 深圳市华信天线技术有限公司 多频贴片天线装置
US8988299B2 (en) * 2011-02-17 2015-03-24 International Business Machines Corporation Integrated antenna for RFIC package applications
WO2012125186A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Intel Corporation Conformal phased array antenna with integrated transceiver
JP5285806B1 (ja) * 2012-08-21 2013-09-11 太陽誘電株式会社 高周波回路モジュール
US9819098B2 (en) * 2013-09-11 2017-11-14 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US9620464B2 (en) * 2014-08-13 2017-04-11 International Business Machines Corporation Wireless communications package with integrated antennas and air cavity
JP6341293B2 (ja) 2014-10-20 2018-06-13 株式会社村田製作所 無線通信モジュール
US10317512B2 (en) 2014-12-23 2019-06-11 Infineon Technologies Ag RF system with an RFIC and antenna system
US11195787B2 (en) * 2016-02-17 2021-12-07 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including an antenna

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789538A (zh) * 2009-01-22 2010-07-28 深圳市华信天线技术有限公司 一种多频贴片天线装置
CN102694245A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 株式会社村田制作所 天线装置
CN204335178U (zh) * 2012-08-09 2015-05-13 株式会社村田制作所 天线装置及无线通信装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G P S 卫 星导航接收机 R F 电路的设 计;杨川等;《微 电 子 学》;20050228;第35卷(第1期);全文 *

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Publication number Publication date
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