JP6766959B2 - 平面アレイアンテナおよび無線通信モジュール - Google Patents
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Description
図1は本開示の平面アレイアンテナ101の実施形態を示す平面図である。平面アレイアンテナ101は破線で示す複数の単位セル50を含む。各単位セル50は放射導体11を含み、放射導体11から電磁波を放射する平面アンテナを構成している。各単位セル50は、誘電体41に形成されており、複数の単位セル50は1次元または2次元に配列されている。本実施形態では、図1に示すように、複数の単位セル50は、x方向およびy方向に2次元に配列されている。各単位セル50の放射導体11は、本実施形態では誘電体41内に配置されている。つまり、誘電体41の上面40uから所定の深さにおいて、放射導体11がx方向およびy方向に2次元にアレイ状に配列されている。各単位セル50の放射導体11は、同一平面上に位置していてもよいし、z軸方向において異なる高さに位置してもよい。
以下、平面アレイアンテナを多層セラミック基板によって構成する例、つまり、第1の実施形態の平面アレイアンテナ101の誘電体41を多層セラミック体で構成する例を説明する。図5は、多層セラミック基板102の断面を模式的に示している。多層セラミック基板102は、多層セラミック体40と、多層セラミック体40内に埋設された放射導体11、平面導体層12、第1地導体層13、ストリップ導体14、第2地導体層15、ビア導体16およびビア導体17とを備える。
無線通信モジュールの実施形態を説明する。図8(a)は、本開示の無線通信モジュールの実施形態を示す模式的下面図であり、図8(b)は、基板に実装された無線通信モジュールを示す模式的断面図である。無線通信モジュール104は、第2の実施形態の多層セラミック基板103と、半田バンプ81と、受動部品82と能動部品83とを備える。半田バンプ81は、多層セラミック基板102の下面40vに位置する電極74に設けられている。受動部品82は、例えば、チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗等であり、電極75に半田などによって接合されている。能動部品83は、例えば、無線通信用のチップセットであり、受信回路、送信回路、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、ベースバンドプロセッサ、メディアアクセスコントローラ等であり、電極76に半田などによって接合されている。
第1の実施形態の平面アレイアンテナの特性を計算によって求めた結果を説明する。図9および表1に示すサイズおよび物性でsパラメータを測定した。VSWR特性およびスミスチャートを図10および図11に示す。また、平面アレイアンテナの放射特性を図12および図13に示す。比較のため平面導体層12を有しない平面アレイアンテナの特性を求め、これらの図に示した。図10から図13において実線は実施例の特性を示し、破線は比較例の特性を示す。
12 平面導体層
12c 第2スロット
13 第1地導体層
13c 第1スロット
14 ストリップ導体
15 第2地導体層
15d 開口
16、17、18 ビア導体
40、40’ 多層セラミック体
40a セラミック層
40u、40’u 上面
40v 下面
41 誘電体
41c 誘電体の層
50 単位セル
51 放射部
52 給電部
71 受動部品パターン
72 配線パターン
73 導電性ビア
74〜76、92 電極
81 半田バンプ
82 受動部品
83 能動部品
91 回路基板
101 平面アレイアンテナ
102、102’、103 多層セラミック基板
104 無線通信モジュール
Claims (11)
- 複数の単位セルが1次元または2次元に配置された平面アレイアンテナであって、各単位セルは、
放射導体、前記放射導体と離間して配置され、第1スロットを有する第1地導体層、および、前記放射導体と前記第1地導体層との間であって、前記放射導体と前記第1地導体層とからそれぞれ離間して配置されており、第2スロットを有する平面導体層を含む放射部と、
ストリップ導体、および、前記ストリップ導体と離間して配置された第2地導体層を含み、前記ストリップ導体が前記第1地導体層と前記第2地導体層との間に位置する給電部と、
を備えており、
前記ストリップ導体の伸びる方向と前記第1スロットおよび前記第2スロットの伸びる方向とは交差している平面アレイアンテナ。 - 各単位セルにおいて、前記放射導体、前記第2スロット、前記第1スロットは積層方向に位置合わせされている請求項1に記載の平面アレイアンテナ。
- 前記各単位セルにおいて前記放射部は、複数の前記平面導体層を含む請求項1または2に記載の平面アレイアンテナ。
- 前記第2スロットは前記第1スロットと同じ形状を有する請求項1から3のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。
- 前記第2スロットは前記第1スロットと異なる形状を有する請求項1から3のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。
- 前記第1地導体層と前記平面導体層との間隔は、50μm以下である、請求項1から5のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。
- 前記平面導体層は前記第1地導体層または前記第2地導体層と電気的に接続されている請求項1から6のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。
- 前記平面導体層は、フローティング導体層である請求項1から6のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。
- 前記各単位セルの前記給電部は、
前記第1地導体層と前記第2地導体層とに接続され、前記ストリップ導体を囲む複数のビア導体を更に含む請求項1から8のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。 - 前記各単位セルは、多層セラミック体を備え、少なくとも前記平面導体層、前記第1地導体層、前記第2地導体層および前記ストリップ導体は、前記多層セラミック体内に埋設されている、請求項1から9のいずれかに記載の平面アレイアンテナ。
- 請求項10に記載の平面アレイアンテナと、
前記平面アレイアンテナと電気的に接続された能動部品と、
を備えた無線通信モジュール。
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