WO2021192766A1 - 通信装置 - Google Patents

通信装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021192766A1
WO2021192766A1 PCT/JP2021/006458 JP2021006458W WO2021192766A1 WO 2021192766 A1 WO2021192766 A1 WO 2021192766A1 JP 2021006458 W JP2021006458 W JP 2021006458W WO 2021192766 A1 WO2021192766 A1 WO 2021192766A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna module
feeding element
communication device
housing
conductor
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/006458
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英樹 上田
隆賢 水沼
川端　一也
雅司 大室
靖久 山本
田中　聡
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2021192766A1 publication Critical patent/WO2021192766A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • 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

  • the present invention relates to a communication device.
  • the antenna module is housed in the housing of a mobile communication terminal such as a smartphone.
  • the radio wave radiated from the radiating element of the antenna module passes through the housing and is radiated to the outside. Therefore, the radiation characteristics of radio waves are affected by the housing.
  • Patent Document 1 discloses an antenna device having a predetermined directivity by devising the shape of a radome through which radio waves radiated from a patch antenna pass.
  • the radio waves radiated from the radiating element are reflected by the sudden change in the dielectric constant on the inner surface of the housing. This reflection affects the radiation characteristics of radio waves to the outside of the housing.
  • the influence of the housing on the radiation characteristics of radio waves also varies.
  • An object of the present invention is to provide a communication device capable of suppressing variations in radio wave radiation characteristics due to a housing.
  • An antenna module including a substrate provided with a radiating element, and A housing that houses the antenna module and Provided is a communication device having a gel-like first member arranged between a surface of the antenna module facing the bore site direction and an inner surface of the housing and contacting both the antenna module and the housing.
  • the size of the discontinuity of the dielectric constant on the inner surface of the housing is reduced.
  • the reflected wave of the radio wave on the inner surface of the housing is reduced.
  • variations in the radiation characteristics of radio waves caused by the housing are suppressed.
  • FIG. 1A is a perspective view of an antenna module mounted on the communication device according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a part of the communication device according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the communication device according to the first embodiment
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of a simulation target having the structure of the communication device according to the first embodiment
  • FIGS. 3B and 3C are perspective views and plan views of one radiation element to be simulated, respectively
  • FIG. 3D is a plan view.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line 3D-3D.
  • FIG. 4A is a graph showing the simulation result of the return loss of the simulation target (FIGS.
  • FIG. 4B is a simulation of the return loss of the simulation target having the structure of the communication device according to the comparative example.
  • FIG. 4C is a graph showing the results
  • FIG. 4C is a graph showing the simulation results of the return loss of only the antenna module having no housing.
  • FIG. 5A is a graph showing the simulation result of the bore sight gain of the simulation target according to the first embodiment
  • FIG. 5B is a graph showing the simulation result of the gain of the simulation target according to the comparative example
  • FIG. 5C is a housing. It is a graph which shows the simulation result of the gain of only the antenna module which does not have.
  • FIG. 5A is a graph showing the simulation result of the bore sight gain of the simulation target according to the first embodiment
  • FIG. 5B is a graph showing the simulation result of the gain of the simulation target according to the comparative example
  • FIG. 5C is a housing. It is a graph which shows the simulation result of the gain of only the antenna module which does not have.
  • FIG. 5A
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a communication device according to a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the communication device according to the second embodiment, and
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the communication device according to the modified example of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the communication device according to the third embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view of the antenna module 10 mounted on the communication device according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a part of the communication device according to the first embodiment, and corresponds to the cross section of the alternate long and short dash line 1B-1B of FIG. 1A.
  • the antenna module 10 is housed in the housing 50. In FIG. 1A, the housing 50 is not shown.
  • a first ground conductor 21, a second ground conductor 22, and a plurality of radiating elements 11 are arranged on a substrate 20 made of a dielectric material.
  • the first ground conductor 21 is arranged on the inner layer of the substrate 20, and the second ground conductor 22 is arranged on one surface of the substrate 20.
  • the surface on which the second ground conductor 22 is arranged is referred to as a lower surface, and the surface on the opposite side thereof is referred to as an upper surface.
  • the plurality of radiating elements 11 are arranged on the upper surface side when viewed from the first ground conductor 21. That is, the surface of the antenna module 10 facing the bore sight direction is the upper surface. Further, the plurality of radiating elements 11 are arranged in a matrix of 2 rows and 4 columns in a plan view.
  • Each of the radiating elements 11 includes a feeding element 12 and a non-feeding element 13 loaded on the feeding element 12.
  • the feeding element 12 is arranged on the inner layer of the substrate 20, and the non-feeding element 13 is arranged on the upper surface of the substrate 20. That is, the non-feeding element 13 is arranged at a position higher than the feeding element 12 with the first ground conductor 21 as a reference for the height.
  • a patch antenna is composed of the first ground conductor 21 and the radiating element 11.
  • the power feeding element 12 and the non-feeding element 13 each have a shape in which four corners of a square are cut out into a small square shape. Further, in the plan view, one side of the non-feeding element 13 and the feeding element 12 is parallel in the row direction, and the centers coincide with each other in the plan view.
  • the non-feeding element 13 is smaller than the feeding element 12, and the non-feeding element 13 is included in the feeding element 12 in a plan view.
  • the first ground conductor 21 and the second ground conductor 22 are connected to each other by a plurality of via conductors 23.
  • a high-frequency circuit component 40 and a connector 41 are mounted on the lower surface of the substrate 20.
  • Each of the feeding elements 12 is connected to the high frequency circuit component 40 via the feeding line 25 and the conductor column 26.
  • the feeder line 25 constitutes a strip line together with the first ground conductor 21 and the second ground conductor 22 arranged above and below the feed line 25.
  • the conductor column 26 connects the feeder line 25 and the feeder element 12.
  • the high-frequency circuit component 40 transmits and receives a high-frequency signal to the radiating element 11 via the feeder line 25 and the conductor column 26. It should be noted that only one of transmission and reception may be performed.
  • the high frequency circuit component 40 is connected to the connector 41 via a strip line provided on the substrate 20.
  • a coaxial connector, a multi-pole connector, or the like is used as the connector 41.
  • a baseband signal or an intermediate frequency signal is transmitted / received to / from the high frequency circuit component 40 through a cable connected to the connector 41. Further, a DC power supply and various control signals are supplied to the high frequency circuit component 40 through the cable.
  • the top surface of the high frequency circuit component 40 (the surface opposite to the surface facing the lower surface of the substrate 20) is fixed to the motherboard 51 by the fixing member 43.
  • the fixing member 43 for example, a double-sided tape, an adhesive or the like is used.
  • the upper surface of the antenna module 10 faces the inner surface of the housing 50.
  • a gel-like first member 45 is arranged between the upper surface of the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50.
  • the first member 45 is in contact with both the upper surface of the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50.
  • thermal paste can be used as the first member 45.
  • the "gel-like member” means a member in which a colloidal solution is solidified into a solid state.
  • An example of thermal paste is a mixture of a base oil such as silicone oil and a heat conductive filler.
  • thermally conductive fillers include fine powders of metals, metal oxides, silica and the like.
  • thermal paste having a viscosity at 25 ° C. of 100 Pa ⁇ s or more and 450 Pa ⁇ s or less and a thermal conductivity of 3 W / m ⁇ K or more and 7 W / m ⁇ K or less can be used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the communication device according to the first embodiment, and corresponds to the cross section of the alternate long and short dash line 2-2 of FIG. 1A.
  • the non-feeding element 13 is connected to the first ground conductor 21 by a conductor column 27.
  • the connection point between the non-feeding element 13 and the conductor column 27 is the geometric center of the non-feeding element 13 in a plan view.
  • the conductor pillar 27 passes through a clearance hole provided in the power feeding element 12 and is insulated from the power feeding element 12.
  • the radiation characteristics of the radiating element 11 differ depending on whether the first member 45 is arranged between the upper surface of the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50 and the case where air is filled between the first member 45.
  • the antenna is premised on the arrangement of the first member 45. It is necessary to design the module.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of a simulation target having the structure of the communication device according to the first embodiment.
  • the first member 45 is arranged between the antenna module 10 and the housing 50.
  • the antenna module 10 includes a substrate 20, a plurality of radiating elements 11, a first ground conductor 21, a second ground conductor 22, and a feeder, similarly to the antenna module 10 (FIGS. 1A, 1B, and 2) according to the first embodiment. Includes wire 25. Since the conductor pillar 27 (FIG. 2) connected to the non-feeding element 13 of the antenna module 10 according to the first embodiment does not substantially affect the radiation characteristics, the conductor pillar 27 is arranged as a simulation target. Not.
  • the plurality of radiating elements 11 are arranged in a matrix of 2 rows and 4 columns in a plan view.
  • the length of the long side of the substrate 20 was 10 mm, and the length of the short side was 5 mm.
  • the thickness of the housing 50 was set to 0.5 mm. Simulations were performed for three types in which the distance G between the antenna module 10 and the housing 50 was 0.05 mm, 0.10 mm, and 0.15 mm.
  • the relative permittivity of the substrate 20 was 3.5, and the dielectric loss tangent was 0.005.
  • the relative permittivity of the first member 45 was 5.0, and the dielectric loss tangent was 0.02.
  • the relative permittivity of the housing 50 was 4.0, and the dielectric loss tangent was 0.02.
  • FIG. 3B and 3C are perspective views and plan views of one radiation element 11, respectively, and FIG. 3D is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line 3D-3D of FIG. 3C.
  • the radiating element 11 is optimized so that the return loss is small in the frequency range of 55 GHz or more and 65 GHz or less.
  • the feeding element 12 and the non-feeding element 13 have a shape in which small square notches are provided at the four corners of the square in a plan view.
  • the lengths of one side of the square before the notches of the feeding element 12 and the non-feeding element 13 were set to 1.19 mm and 0.99 mm, respectively.
  • the length of one side of the square of the cutout portion was set to 50 ⁇ m.
  • the width of the feeder line 25 was set to 30 ⁇ m.
  • the diameter of the conductor column 26 connecting the feeder line 25 and the feeder element 12 was set to 60 ⁇ m.
  • a pad 28 having a diameter of 130 ⁇ m is arranged on the conductor layer in which each of the feeder line 25, the first ground conductor 21, and the feeder element 12 is arranged. In a plan view, the center of the conductor column 26 and the center of the pad 28 coincide with the midpoint of one side of the feeding element 12.
  • the thickness of the feeding element 12, the non-feeding element 13, the first ground conductor 21, the second ground conductor 22, and the feeding line 25 was set to 10 ⁇ m.
  • the distance between the first ground conductor 21 and the feeder line 25 and the distance between the second ground conductor 22 and the feeder line 25 were both set to 50 ⁇ m.
  • the distance between the first ground conductor 21 and the feeding element 12 and the distance between the feeding element 12 and the non-feeding element 13 were both set to 100 ⁇ m.
  • All eight radiating elements 11 were excited in the same phase to form a beam in the normal direction of the upper surface of the substrate 20.
  • FIG. 4A is a graph showing the simulation result of the return loss S (1,1) of the simulation target (FIGS. 3A to 3D) according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a graph showing the simulation results of the return loss S (1,1) of the simulation target having the structure of the communication device according to the comparative example.
  • the first member 45 (FIG. 3A) is not arranged, and the relative permittivity of the space between the antenna module 10 and the housing 50 is 1.
  • FIG. 4C is a graph showing the simulation result of the return loss of only the antenna module 10 having no housing 50. The horizontal axis of the graphs of FIGS.
  • FIGS. 4A, 4B, and 4C represents the frequency in the unit "GHz", and the vertical axis represents the return loss in the unit "dB".
  • the thin solid line, the broken line, and the thick solid line indicate the return loss when the intervals G (FIG. 3A) are 0.05 mm, 0.10 mm, and 0.15 mm, respectively.
  • the return loss (FIG. 4A) of the simulation target according to the first embodiment is the smallest.
  • a return loss of ⁇ 14 dB or less is realized in the frequency range of 55 GHz or more and 65 GHz or less.
  • the return loss is -13 dB or more in the frequency range of 55 GHz or more and 65 GHz or more.
  • the return loss (FIG. 4C) of the simulation target of only the antenna module 10 is -4 dB or more in the frequency range of 55 GHz or more and 65 GHz.
  • FIG. 5A is a graph showing the simulation result of the gain of the bore site to be simulated according to the first embodiment.
  • FIG. 5B is a graph showing the simulation result of the gain of the bore site to be simulated by the comparative example.
  • FIG. 5C is a graph showing a simulation result of the gain of the bore sight of only the antenna module 10 having no housing 50.
  • the horizontal axis of the graphs of FIGS. 5A, 5B, and 5C represents the frequency in the unit "GHz", and the vertical axis represents the gain in the unit "dBi".
  • the thin solid line, broken line, and thick solid line indicate the gains when the spacing G (FIG. 3A) is 0.05 mm, 0.10 mm, and 0.15 mm, respectively.
  • the gain of the simulation target according to the first embodiment is the largest.
  • a gain of 14 dBi is obtained at a frequency of 60 GHz.
  • the gain is almost unchanged even if the interval G (FIG. 3A) changes.
  • the gain is distributed in the range of about 12 dBi to 13 dBi at a frequency of 60 GHz. As the interval G changes, so does the gain.
  • the simulation target of only the antenna module 10 as shown in FIG.
  • the gain is about 10.6 dBi at a frequency of 60 GHz. Further, in the frequency range of 55 GHz or more and 65 GHz or less, the gain of the simulation target according to the first embodiment (FIG. 5A) is higher than the gain of other simulation targets (FIGS. 5B and 5C).
  • the antenna module 10 designed with the structure in which the first member 45 is arranged is not suitable for incorporation into a communication device in which the first member 45 is not arranged.
  • the return loss is -10 dB or less in the entire operating frequency band of the antenna module 10 with the first member 45 arranged, and the return loss in a part of the operating frequency band without the first member 45 arranged.
  • the antenna module 10 is designed on the premise that the first member 45 is arranged.
  • the relative permittivity of the substrate 20 and the housing 50 is about 3 or more and 7 or less.
  • the relative permittivity of air is about 1. Therefore, when the space between the antenna module 10 and the housing 50 is filled with air, the dielectric constant of the propagation path of the radio wave radiated from the radiating element 11 changes abruptly on the inner surface of the housing 50. .. Since radio waves are reflected at the interface where the dielectric constant changes, the radiation characteristics of the antenna are affected by the housing 50. Further, if the distance between the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50 varies, the influence of the housing 50 on the radiation characteristics also varies.
  • the distance between the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50 varies within a certain range among individuals due to manufacturing variations of the housing 50 and the antenna module 10. Therefore, the radiation characteristics of the antenna vary among individuals.
  • the first member 45 is arranged between the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50.
  • the permittivity of the first member 45 is larger than the permittivity of air.
  • the difference in the relative permittivity between the housing 50 and the first member 45 is smaller than the difference in the relative permittivity between the housing 50 and air.
  • the relative permittivity of general thermal paste is about 5. Therefore, the degree of discontinuity of the dielectric constant on the inner surface of the housing 50 is reduced. As the degree of dielectric constant discontinuity decreases, the reflected wave of radio waves from this interface is reduced. As a result, the change in the radiation characteristics of the antenna due to the variation in the distance between the antenna module 10 and the inner surface of the housing 50 becomes small. As a result, an excellent effect of reducing the variation between individuals in the radiation characteristics of the antenna can be obtained.
  • the gain (FIG. 5A) of the simulation target according to the first embodiment varies. Is smaller than the variation in the gain (FIG. 5B) of the simulation target according to the comparative example. From this simulation result, it can be seen that by arranging the first member 45 between the antenna module 10 and the housing 50, the variation in the radiation characteristics of the antenna among individuals is reduced.
  • the first member 45 functions as a heat transfer path from the high frequency circuit component 40 to the housing 50.
  • the ground terminal of the high frequency circuit component 40 (FIG. 2) is connected to the first member 45 via the second ground conductor 22, the via conductor 23, the first ground conductor 21, the conductor column 27, and the non-feeding element 13. ing. Since the conductor column 27 connecting the non-feeding element 13 and the first ground conductor 21 functions as a heat transfer path, the heat transfer path from the high frequency circuit component 40 to the housing 50 is compared with the configuration in which the conductor column 27 is not provided. Thermal resistance can be reduced. Therefore, the heat generated in the high frequency circuit component 40 can be efficiently dissipated to the housing 50. Even if the conductor column 27 is not provided, the potential at the geometric center of the non-feeding element 13 is approximately 0 V at high frequencies, so that the conductor column 27 substantially affects the high frequency signal excited by the non-feeding element 13. Do not give.
  • the first member 45 (FIG. 1B) is in the form of a gel, the adhesion between the first member 45 and the antenna module 10 and the adhesion between the first member 45 and the housing 50 can be improved. As a result, it is possible to prevent the thermal resistance of the heat transfer path from the antenna module 10 to the housing 50 from increasing due to insufficient adhesion.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a communication device according to a modified example of the first embodiment.
  • the conductor column 27 is insulated from the feeding element 12.
  • the conductor column 27 is connected to the feeding element 12. The connection point between the two coincides with the geometric center of the feeding element 12 in a plan view.
  • the power feeding element 12 is short-circuited to the first ground conductor 21 in terms of direct current.
  • the configuration of the modified example shown in FIG. 6 can be adopted.
  • the feeder line 25, the conductor column 26, and the feeder element 12 are also used as heat transfer paths. Therefore, the thermal resistance of the heat transfer path from the high frequency circuit component 40 (FIG. 1B) to the housing 50 (FIG. 1B) can be further reduced.
  • each of the plurality of radiating elements 11 (FIGS. 1B and 2) is composed of the feeding element 12 and the non-feeding element 13 loaded therein, but the non-feeding element 13 is loaded.
  • the radiating element 11 may be configured only by the feeding element 12.
  • the power feeding element 12 is arranged on the upper surface of the substrate 20 (FIG. 1B), and the feeding element 12 comes into contact with the first member 45 (FIG. 1B).
  • the feeder line 25, the conductor column 26, and the feeder element 12 function as the main heat transfer paths.
  • the plurality of non-feeding elements 13 are in direct contact with the first member 45, but the upper surfaces of the non-feeding elements 13 and the substrate 20 may be covered with a protective film.
  • a protective film is interposed between the non-feeding element 13 and the first member 45. Even when the protective film is arranged, the protective film is generally sufficiently thin, so that a heat transfer path from the non-feeding element 13 to the first member 45 is secured through the protective film.
  • the number of radiating elements 11 are arranged in a matrix of 2 rows and 4 columns, but the number of radiating elements 11 may be other than 8. Further, the mode of the two-dimensional arrangement of the plurality of radiating elements 11 may be changed. Further, the shapes of the feeding element 12 and the non-feeding element 13 in a plan view are not limited to the shapes with the four corners cut out. For example, the shape in a plan view may be a square, a rectangle, a circle, an ellipse, or the like.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the communication device according to the second embodiment.
  • the antenna module 10 of the communication device according to the second embodiment includes a plurality of conductor columns 30 in addition to the configuration of the antenna module 10 (FIG. 1B) of the communication device according to the first embodiment.
  • the plurality of conductor columns 30 are arranged at positions that do not overlap with the radiating element 11 in a plan view.
  • Each of the plurality of conductor columns 30 reaches from the first ground conductor 21 to the upper surface of the substrate 20.
  • the upper ends of each of the plurality of conductor columns 30 are in contact with the first member 45.
  • each of the plurality of conductor columns 30 is connected to the first member 45 via the protective film.
  • the plurality of conductor columns 30 function as a part of the heat transfer path from the high frequency circuit component 40 to the housing 50. Therefore, an excellent effect of lowering the thermal resistance of the heat transfer path can be obtained.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of a communication device according to a modified example of the second embodiment.
  • the antenna module 10 of the communication device according to this modification has a plurality of conductor patterns 31 arranged on the upper surface of the substrate 20 in addition to the configuration of the antenna module 10 of the communication device according to the second embodiment shown in FIG. 7A.
  • the plurality of conductor patterns 31 are arranged corresponding to the plurality of conductor columns 30, and each of the plurality of conductor patterns 31 is connected to the upper end of the corresponding conductor column 30.
  • the area of the interface between the first member 45 and the conductor pattern 31 is larger than the area of the interface between the first member 45 and the conductor column 30 in the second embodiment.
  • the area of the interface between different substances appearing in the heat transfer path is larger than that in the second embodiment, so that an excellent effect of lowering the thermal resistance of the heat transfer path can be obtained.
  • the conductor pattern 31 is connected to all the conductor columns 30, but the conductor pattern 31 is connected to only some of the conductor columns 30 among the plurality of conductor columns 30. You may.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the communication device according to the third embodiment.
  • the communication device according to the third embodiment has a gel-like second member 46 in addition to the configuration of the communication device (FIG. 1B) according to the first embodiment.
  • the second member 46 reaches the first member 45 from the side surface of the high-frequency circuit component 40 via the end surface of the substrate 20. Further, the second member 46 reaches the housing 50.
  • Thermal paste can be used as the second member 46.
  • the same thermal paste may be used for the first member 45 and the second member 46. In this case, since the first member 45 and the second member 46 are integrated, it is not possible to clearly distinguish between them.
  • the second ground conductor 22 arranged on the lower surface of the substrate 20 is also in contact with the second member 46.
  • the end face of the first ground conductor 21 is exposed on the end face of the substrate 20, and the first ground conductor 21 is in contact with the second member 46 on the exposed end face.
  • the second member 46 functions as a heat transfer path from the high frequency circuit component 40 to the housing 50. Further, the high frequency circuit component 40 is connected to the second member 46 via the first ground conductor 21 and the second ground conductor 22. Therefore, a heat transfer path from the high frequency circuit component 40 to the second member 46 via the first ground conductor 21 and a heat transfer path to the second member 46 via the second ground conductor 22 are formed. Therefore, an excellent effect that the thermal resistance of the heat transfer path from the high frequency circuit component 40 to the housing 50 is further reduced can be obtained.
  • Antenna module 11 Radiating element 12 Feeding element 13 Non-feeding element 20 Board 21 First ground conductor 22 Second ground conductor 23 Via conductor 25 Feed line 26, 27 Conductor pillar 28 Pad 30 Conductor pillar 31 Conductor pattern 40 High frequency circuit component 41 Connector 43 Fixing member 45 First member 46 Second member 50 Housing 51 Mother

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

アンテナモジュールの基板に放射素子が設けられている。アンテナモジュールは筐体に収容される。アンテナモジュールのボアサイト方向を向く面と筐体の内面との間にゲル状の第１部材が配置されている。第１部材は、アンテナモジュールと筐体との両方に接触する。この構成により、筐体に起因する電波の放射特性のばらつきを抑制することが可能である。

Description

通信装置
　本発明は、通信装置に関する。
　スマートフォン等の携帯通信端末の筐体内にアンテナモジュールが収容されている。アンテナモジュールの放射素子から放射された電波は、筐体を通過して外部に放射される。このため、電波の放射特性が筐体の影響を受ける。例えば、パッチアンテナから放射された電波が通過するレドームの形状を工夫することにより、所定の指向性を持たせたアンテナ装置が下記の特許文献１に開示されている。
国際公開第２０１６／１３６９２７号
　放射素子から放射された電波は、筐体の内側の表面において、誘電率の急激な変化によって反射される。この反射によって、筐体外への電波の放射特性が影響を受ける。放射素子から筐体の内側の表面までの距離にばらつきが生じると、筐体が電波の放射特性に与える影響にもばらつきが生じる。
　本発明の目的は、筐体に起因する電波の放射特性のばらつきを抑制することが可能な通信装置を提供することである。
　本発明の一観点によると、
　放射素子が設けられた基板を含むアンテナモジュールと、
　前記アンテナモジュールを収容する筐体と、
　前記アンテナモジュールのボアサイト方向を向く面と前記筐体の内面との間に配置され、前記アンテナモジュールと前記筐体との両方に接触するゲル状の第１部材と
を有する通信装置が提供される。
　アンテナモジュールと筐体との間に第１部材を配置することにより、筐体の内側の面における誘電率の不連続の大きさが小さくなる。これにより、筐体の内側の面における電波の反射波が低減される。その結果、筐体に起因する電波の放射特性のばらつきが抑制される。
図１Ａは、第１実施例による通信装置に搭載されているアンテナモジュールの斜視図であり、図１Ｂは、第１実施例による通信装置の一部分の断面図である。 図２は、第１実施例による通信装置の断面図である。 図３Ａは、第１実施例による通信装置の構造を持つシミュレーション対象の断面図であり、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれシミュレーション対象の１つの放射素子の斜視図及び平面図であり、図３Ｄは、図３Ｃの一点鎖線３Ｄ－３Ｄにおける断面図である。 図４Ａは、第１実施例によるシミュレーション対象（図３Ａから図３Ｄ）のリターンロスのシミュレーション結果を示すグラフであり、図４Ｂは、比較例による通信装置の構造を持つシミュレーション対象のリターンロスのシミュレーション結果を示すグラフであり、図４Ｃは、筐体を持たないアンテナモジュールのみのリターンロスのシミュレーション結果を示すグラフである。 図５Ａは、第１実施例によるシミュレーション対象のボアサイト利得のシミュレーション結果を示すグラフであり、図５Ｂは、比較例によるシミュレーション対象の利得のシミュレーション結果を示すグラフであり、図５Ｃは、筐体を持たないアンテナモジュールのみの利得のシミュレーション結果を示すグラフである。 図６は第１実施例の変形例による通信装置の断面図である。 図７Ａは、第２実施例による通信装置の断面図であり、図７Ｂは、第２実施例の変形例による通信装置の断面図である。 図８は、第３実施例による通信装置の断面図である。
　［第１実施例］
　図１Ａから図５Ｃまでの図面を参照して、第１実施例による通信装置について説明する。
　図１Ａは、第１実施例による通信装置に搭載されているアンテナモジュール１０の斜視図である。図１Ｂは、第１実施例による通信装置の一部分の断面図であり、図１Ａの一点鎖線１Ｂ－１Ｂにおける断面に対応する。アンテナモジュール１０が筐体５０内に収容されている。図１Ａでは、筐体５０が示されていない。
　誘電体からなる基板２０に、第１グランド導体２１、第２グランド導体２２、及び複数の放射素子１１が配置されている。第１グランド導体２１は基板２０の内層に配置されており、第２グランド導体２２は、基板２０の一方の面に配置されている。第２グランド導体２２が配置されている面を下面といい、その反対側の面を上面ということとする。
　複数の放射素子１１は、第１グランド導体２１から見て上面側に配置されている。すなわち、アンテナモジュール１０のボアサイト方向を向く面が上面である。また、複数の放射素子１１は、平面視において２行４列の行列状に配置されている。放射素子１１の各々は、給電素子１２と、給電素子１２に装荷された無給電素子１３とを含む。給電素子１２は基板２０の内層に配置されており、無給電素子１３は基板２０の上面に配置されている。すなわち、第１グランド導体２１を高さの基準として、無給電素子１３は給電素子１２より高い位置に配置されている。第１グランド導体２１と放射素子１１とによりパッチアンテナが構成される。
　一例として、給電素子１２及び無給電素子１３は、それぞれ正方形の４つの角を小さな正方形状に切り欠いた形状を有する。また、平面視において、無給電素子１３と給電素子１２との１つの辺は行方向に平行であり、平面視において中心同士が一致する。無給電素子１３が給電素子１２より小さく、平面視において無給電素子１３が給電素子１２に包含される。
　第１グランド導体２１と第２グランド導体２２とが、複数のビア導体２３によって相互に接続されている。基板２０の下面に、高周波回路部品４０及びコネクタ４１が実装されている。
　給電素子１２の各々が、給電線２５及び導体柱２６を介して高周波回路部品４０に接続されている。給電線２５は、その上下に配置された第１グランド導体２１及び第２グランド導体２２とともにストリップラインを構成する。導体柱２６は、給電線２５と給電素子１２とを接続する。高周波回路部品４０は、給電線２５及び導体柱２６を介して放射素子１１に対して高周波信号の送信および受信を行う。なお、送信及び受信の一方のみを行うようにしてもよい。
　高周波回路部品４０は、基板２０に設けられたストリップラインを介してコネクタ４１に接続されている。コネクタ４１として、同軸コネクタ、多極コネクタ等が用いられる。コネクタ４１に接続されるケーブルを通して、高周波回路部品４０に対してベースバンド信号または中間周波信号の送受信が行われる。さらに、ケーブルを通して直流電源及び種々の制御信号が高周波回路部品４０に供給される。
　高周波回路部品４０の天面（基板２０の下面に向かい合う面と反対の面）が、固着部材４３によってマザーボード５１に固着されている。固着部材４３として、例えば両面テープ、接着剤等が使用される。
　アンテナモジュール１０の上面（第１グランド導体２１から放射素子１１を望む方向と同一の方向を向く面）が、筐体５０の内面に対向している。アンテナモジュール１０の上面と筐体５０の内面との間に、ゲル状の第１部材４５が配置されている。第１部材４５は、アンテナモジュール１０の上面と筐体５０の内面との両方に接触している。第１部材４５として、例えば放熱グリスを用いることができる。ここで、「ゲル状の部材」とは、コロイド溶液が固まって固体の状態になった部材を意味する。放熱グリスの例として、シリコーンオイル等の基油に熱伝導性フィラーを配合したものが挙げられる。熱伝導性フィラーの例として、金属、金属酸化物、シリカ等の微粉末が挙げられる。例えば２５℃における粘度が１００Ｐａ・ｓ以上４５０Ｐａ・ｓ以下、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上７Ｗ／ｍ・Ｋ以下の特性を有する放熱グリスを用いることができる。
　図２は、第１実施例による通信装置の断面図であり、図１Ａの一点鎖線２－２における断面に対応する。無給電素子１３が、導体柱２７により第１グランド導体２１に接続されている。無給電素子１３と導体柱２７との接続箇所は平面視において無給電素子１３の幾何中心である。導体柱２７は、給電素子１２に設けられたクリアランスホールを通過しており、給電素子１２から絶縁されている。
　アンテナモジュール１０の上面と筐体５０の内面との間に第１部材４５が配置されている場合と、両者の間に空気が満たされている場合とで、放射素子１１の放射特性が異なる。アンテナモジュール１０の上面と筐体５０の内面との間に第１部材４５を配置する第１実施例の構造を採用する場合には、第１部材４５が配置されることを前提条件として、アンテナモジュールの設計を行う必要がある。
　次に、図３Ａから図５Ｃまでの図面を参照して、第１部材４５を配置した第１実施例による構造を採用した通信装置と、第１部材４５を配置しない構造を採用した比較例による通信装置とのアンテナ放射特性のシミュレーション結果について説明する。
　図３Ａは、第１実施例による通信装置の構造を持つシミュレーション対象の断面図である。アンテナモジュール１０と筐体５０との間に第１部材４５が配置されている。アンテナモジュール１０は、第１実施例によるアンテナモジュール１０（図１Ａ、図１Ｂ、図２）と同様に、基板２０、複数の放射素子１１、第１グランド導体２１、第２グランド導体２２、及び給電線２５を含む。なお、第１実施例によるアンテナモジュール１０の無給電素子１３に接続された導体柱２７（図２）は、放射特性に実質的に影響を与えないため、シミュレーション対象には導体柱２７を配置していない。
　複数の放射素子１１は、第１実施例（図１Ａ）と同様に、平面視にいて２行４列の行列状に配置されている。基板２０の長辺の長さを１０ｍｍとし、短辺の長さを５ｍｍとした。筐体５０の厚さを０．５ｍｍとした。アンテナモジュール１０と筐体５０との間隔Ｇが０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、及び０．１５ｍｍの３種類についてシミュレーションを行った。基板２０の比誘電率を３．５、誘電正接を０．００５とした。第１部材４５の比誘電率を５．０、誘電正接を０．０２とした。筐体５０の比誘電率を４．０、誘電正接を０．０２とした。
　図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ１つの放射素子１１の斜視図及び平面図であり、図３Ｄは、図３Ｃの一点鎖線３Ｄ－３Ｄにおける断面図である。放射素子１１は、周波数５５ＧＨｚ以上６５ＧＨｚ以下の範囲でリターンロスが小さくなるように最適化した。
　給電素子１２及び無給電素子１３は、平面視において、正方形の四隅に小さな正方形の切り欠きを設けた形状を有する。給電素子１２及び無給電素子１３の切り欠きを設ける前の正方形の一辺の長さを、それぞれ１．１９ｍｍ及び０．９９ｍｍとした。切り欠き部分の正方形の一辺の長さを５０μｍとした。給電線２５の幅を３０μｍとした。給電線２５と給電素子１２とを接続する導体柱２６の直径を６０μｍとした。なお、給電線２５、第１グランド導体２１、及び給電素子１２のそれぞれが配置されている導体層に、直径１３０μｍのパッド２８を配置している。平面視において、導体柱２６の中心、及びパッド２８の中心と、給電素子１２の１つの辺の中点とが一致している。
　給電素子１２、無給電素子１３、第１グランド導体２１、第２グランド導体２２、及び給電線２５の厚さを１０μｍとした。第１グランド導体２１と給電線２５との間隔、及び第２グランド導体２２と給電線２５との間隔を、共に５０μｍとした。第１グランド導体２１と給電素子１２との間隔、及び給電素子１２と無給電素子１３との間隔を、共に１００μｍとした。
　８個のすべての放射素子１１を同相で励振し、基板２０の上面の法線方向にビームを形成した。
　図４Ａは、第１実施例によるシミュレーション対象（図３Ａから図３Ｄ）のリターンロスＳ（１，１）のシミュレーション結果を示すグラフである。図４Ｂは、比較例による通信装置の構造を持つシミュレーション対象のリターンロスＳ（１，１）のシミュレーション結果を示すグラフである。比較例では、第１部材４５（図３Ａ）が配置されておらず、アンテナモジュール１０と筐体５０との間の空間の比誘電率が１である。図４Ｃは、筐体５０を持たないアンテナモジュール１０のみのリターンロスのシミュレーション結果を示すグラフである。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃのグラフの横軸は周波数を単位「ＧＨｚ」で表し、縦軸はリターンロスを単位「ｄＢ」で表す。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、細い実線、破線、及び太い実線は、それぞれ間隔Ｇ（図３Ａ）が０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、及び０．１５ｍｍの場合のリターンロスを示す。
　第１実施例によるシミュレーション対象を前提としてアンテナ設計を行っているため、第１実施例によるシミュレーション対象のリターンロス（図４Ａ）が最も小さい。例えば、第１実施例によるシミュレーション対象では、図４Ａに示すように、５５ＧＨｚ以上６５ＧＨｚの周波数範囲で－１４ｄＢ以下のリターンロスが実現されている。これに対して比較例では、図４Ｂに示すように、５５ＧＨｚ以上６５ＧＨｚの周波数範囲でリターンロスが－１３ｄＢ以上になっている。さらに、アンテナモジュール１０のみのシミュレーション対象のリターンロス（図４Ｃ）は、５５ＧＨｚ以上６５ＧＨｚの周波数範囲で－４ｄＢ以上になっている。
　図５Ａは、第１実施例によるシミュレーション対象のボアサイトの利得のシミュレーション結果を示すグラフである。図５Ｂは、比較例によるシミュレーション対象のボアサイトの利得のシミュレーション結果を示すグラフである。図５Ｃは、筐体５０を持たないアンテナモジュール１０のみのボアサイトの利得のシミュレーション結果を示すグラフである。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃのグラフの横軸は周波数を単位「ＧＨｚ」で表し、縦軸は利得を単位「ｄＢｉ」で表す。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、細い実線、破線、及び太い実線は、それぞれ間隔Ｇ（図３Ａ）が０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、及び０．１５ｍｍの場合の利得を示す。
　第１実施例によるシミュレーション対象の構造を前提条件としてアンテナ設計を行っているため、第１実施例によるシミュレーション対象の利得（図５Ａ）が最も大きい。例えば、第１実施例によるシミュレーション対象では、図５Ａに示すように、周波数６０ＧＨｚにおいて１４ｄＢｉの利得が得られている。さらに、間隔Ｇ（図３Ａ）が変化しても利得はほぼ不変である。これに対して比較例では、図５Ｂに示すように、周波数６０ＧＨｚにおいて利得が約１２ｄＢｉから１３ｄＢｉの範囲に分布している。間隔Ｇが変化すると、利得も変化する。さらに、アンテナモジュール１０のみのシミュレーション対象では、図５Ｃに示すように、周波数６０ＧＨｚにおいて利得が約１０．６ｄＢｉである。また、５５ＧＨｚ以上６５ＧＨｚ以下の周波数範囲において、第１実施例によるシミュレーション対象の利得（図５Ａ）が、他のシミュレーション対象の利得（図５Ｂ、図５Ｃ）より高い。
　図４Ａから図５Ｃまでのシミュレーション結果に示したように、第１部材４５を配置した構造で設計したアンテナモジュール１０は、第１部材４５を配置しない通信装置への組み込みには適さない。例えば、第１部材４５を配置した状態で、アンテナモジュール１０の動作周波数帯の全域においてリターンロスが－１０ｄＢ以下であり、第１部材４５を配置しない状態で、動作周波数帯の一部においてリターンロスが－１０ｄＢを超えるような場合には、そのアンテナモジュール１０は、第１部材４５を配置することを前提として設計されていると考えられる。
　次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
　一般的に、基板２０及び筐体５０の比誘電率は３以上７以下程度である。これに対して空気の比誘電率は約１である。このため、アンテナモジュール１０と筐体５０との間の空間が空気で満たされている場合、放射素子１１から放射された電波の伝搬経路の誘電率が、筐体５０の内面で急激に変化する。誘電率が変化する界面で電波の反射が生じるため、筐体５０によってアンテナの放射特性が影響を受ける。さらに、アンテナモジュール１０と筐体５０の内面との間隔がばらつくと、筐体５０が放射特性に与える影響にもばらつきが生じる。
　アンテナモジュール１０と筐体５０の内面との間隔には、筐体５０やアンテナモジュール１０の製造ばらつきにより、個体間で、ある範囲内のばらつきが生じる。このため、個体間で、アンテナの放射特性にばらつきが生じる。
　第１実施例では、アンテナモジュール１０と筐体５０の内面との間に第１部材４５が配置されている。第１部材４５の誘電率は空気の誘電率より大きい。筐体５０と第１部材４５との比誘電率の差は、筐体５０と空気との比誘電率の差より小さい。例えば、一般的な放熱グリスの比誘電率は５程度である。このため、筐体５０の内面における誘電率の不連続の程度が小さくなる。誘電率の不連続の程度が小さくなると、この界面からの電波の反射波が低減される。その結果、アンテナモジュール１０と筐体５０の内面との間隔のばらつきによるアンテナの放射特性の変化が小さくなる。これにより、アンテナの放射特性の個体間のばらつきが小さくなるという優れた効果が得られる。
　例えば、第１実施例および比較例によるシミュレーション対象において間隔Ｇ（図３Ａ）が０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲でばらついたときに、第１実施例によるシミュレーション対象の利得（図５Ａ）のばらつきの方が、比較例によるシミュレーション対象の利得（図５Ｂ）のばらつきより小さい。このシミュレーション結果からも、アンテナモジュール１０と筐体５０との間に第１部材４５を配置することにより、アンテナの放射特性の個体間のばらつきが小さくなることがわかる。
　さらに、第１実施例では、第１部材４５が高周波回路部品４０から筐体５０への伝熱経路として機能する。また、高周波回路部品４０（図２）のグランド端子が、第２グランド導体２２、ビア導体２３、第１グランド導体２１、導体柱２７、及び無給電素子１３を介して第１部材４５に接続されている。無給電素子１３と第１グランド導体２１とを接続する導体柱２７が伝熱経路として機能するため、導体柱２７を設けない構成と比べて、高周波回路部品４０から筐体５０までの伝熱経路の熱抵抗を低減させることができる。このため、高周波回路部品４０で発生した熱を、効率よく筐体５０に逃がすことができる。なお、導体柱２７を設けない場合でも無給電素子１３の幾何中心の電位は高周波的にほぼ０Ｖであるため、導体柱２７は、無給電素子１３に励振されている高周波信号に実質的に影響を与えない。
　また、第１部材４５（図１Ｂ）がゲル状であるため、第１部材４５とアンテナモジュール１０との密着性、及び第１部材４５と筐体５０との密着性を高めることができる。これにより、アンテナモジュール１０から筐体５０までの伝熱経路の熱抵抗が、密着が不十分であることに起因して増加してしまうことを抑制できる。
　次に、図６を参照して第１実施例の変形例について説明する。
　図６は第１実施例の変形例による通信装置の断面図である。第１実施例による通信装置（図２）では、導体柱２７が給電素子１２から絶縁されている。これに対して図６に示した変形例では、導体柱２７が給電素子１２に接続されている。両者の接続箇所は、平面視における給電素子１２の幾何中心に一致する。
　給電素子１２及び無給電素子１３の幾何中心の電位は、高周波的に０Ｖであるため、給電素子１２の幾何中心と無給電素子１３の幾何中心とを導体柱２７で短絡しても、高周波動作上の問題は生じない。ただし、図６に示した変形例では給電素子１２が直流的に第１グランド導体２１に短絡される。給電素子１２の電位が直流的にグランド電位であっても問題ないような回路設計が採用されている場合には、図６に示した変形例の構成を採用することが可能である。
　図６に示した変形例では、給電線２５、導体柱２６、及び給電素子１２も、伝熱経路として利用される。このため、高周波回路部品４０（図１Ｂ）から筐体５０（図１Ｂ）までの伝熱経路の熱抵抗をより低減させることができる。
　次に、第１実施例の他の変形例について説明する。
　図６の変形例では、複数の放射素子１１（図１Ｂ、図２）の各々を、給電素子１２と、それに装荷された無給電素子１３とで構成しているが、無給電素子１３を装荷せず、給電素子１２のみで放射素子１１を構成してもよい。この場合、給電素子１２が基板２０（図１Ｂ）の上面に配置され、給電素子１２が第１部材４５（図１Ｂ）に接触する。この変形例では、給電線２５、導体柱２６、及び給電素子１２が、主な伝熱経路として機能する。
　第１実施例では、複数の無給電素子１３が第１部材４５に直接接触しているが、無給電素子１３及び基板２０の上面が保護膜で被覆される場合もある。この場合には、無給電素子１３と第１部材４５との間に保護膜が介在することになる。保護膜が配置された場合でも、一般的に保護膜は十分薄いため、無給電素子１３から保護膜を通って第１部材４５に向かう伝熱経路が確保される。
　第１実施例では、８個の放射素子１１を２行４列の行列状に配置しているが、放射素子１１の個数を８個以外にしてもよい。また、複数の放射素子１１の二次元的な配置の態様を変えてもよい。さらに、給電素子１２及び無給電素子１３の平面視における形状は、四隅を切欠いた形状に限定されない。例えば、平面視における形状を正方形、長方形、円形、楕円形等にしてもよい。
　［第２実施例］
　次に、図７Ａを参照して第２実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１Ａ、図１Ｂ、図２）と共通の構成については説明を省略する。
　図７Ａは、第２実施例による通信装置の断面図である。第２実施例による通信装置のアンテナモジュール１０は、第１実施例による通信装置のアンテナモジュール１０（図１Ｂ）の構成に加えて、複数の導体柱３０を含む。複数の導体柱３０は、平面視において放射素子１１と重ならない位置に配置されている。複数の導体柱３０の各々は、第１グランド導体２１から基板２０の上面まで達している。複数の導体柱３０の各々の上端が第１部材４５に接している。基板２０の上面が保護膜で被覆されている場合には、複数の導体柱３０の各々が保護膜を介して第１部材４５に接続される。
　次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
　第２実施例では、複数の導体柱３０が、高周波回路部品４０から筐体５０までの伝熱経路の一部として機能する。このため、伝熱経路の熱抵抗が低くなるという優れた効果が得られる。
　次に、図７Ｂを参照して第２実施例の変形例について説明する。
　図７Ｂは、第２実施例の変形例による通信装置の断面図である。本変形例による通信装置のアンテナモジュール１０は、図７Ａに示した第２実施例による通信装置のアンテナモジュール１０の構成に加えて、基板２０の上面に配置された複数の導体パターン３１を有する。複数の導体パターン３１は、複数の導体柱３０に対応して配置されており、複数の導体パターン３１のそれぞれが、対応する導体柱３０の上端に接続されている。
　本変形例では、第１部材４５と導体パターン３１との界面の面積が、第２実施例における第１部材４５と導体柱３０との界面の面積より大きい。本変形例では第２実施例と比べて、伝熱経路に現れる異物質の界面の面積が大きくなるため、伝熱経路の熱抵抗が低くなるという優れた効果が得られる。
　図７Ｂに示した第２実施例の変形例では、すべての導体柱３０に導体パターン３１を接続しているが、複数の導体柱３０のうち一部の導体柱３０のみに導体パターン３１を接続してもよい。
　［第３実施例］
　次に、図８を参照して第３実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１Ａ、図１Ｂ、図２）と共通の構成については説明を省略する。
　図８は、第３実施例による通信装置の断面図である。第３実施例による通信装置は、第１実施例による通信装置（図１Ｂ）の構成に加えて、ゲル状の第２部材４６を有する。第２部材４６は、高周波回路部品４０の側面から、基板２０の端面を経由して、第１部材４５まで達している。さらに、第２部材４６は筐体５０まで達している。
　第２部材４６として、放熱グリスを用いることができる。第１部材４５と第２部材４６とに、同一の放熱グリスを用いてもよい。この場合、第１部材４５と第２部材４６とが一体化するため、両者を明確に区別することはできなくなる。基板２０の下面に配置されている第２グランド導体２２も第２部材４６に接触している。第１グランド導体２１の端面が基板２０の端面に露出しており、第１グランド導体２１は、露出した端面において第２部材４６に接触してる。
　次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
　第３実施例では、第１実施例による通信装置の伝熱経路に加えて、第２部材４６が、高周波回路部品４０から筐体５０までの伝熱経路として機能する。さらに、高周波回路部品４０は、第１グランド導体２１や第２グランド導体２２を介して第２部材４６に接続される。したがって、高周波回路部品４０から第１グランド導体２１を介して第２部材４６に至る伝熱経路、及び第２グランド導体２２を介して第２部材４６に至る伝熱経路が形成される。このため、高周波回路部品４０から筐体５０までの伝熱経路の熱抵抗がさらに低下するという優れた効果が得られる。
　上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
１０　アンテナモジュール
１１　放射素子
１２　給電素子
１３　無給電素子
２０　基板
２１　第１グランド導体
２２　第２グランド導体
２３　ビア導体
２５　給電線
２６、２７　導体柱
２８　パッド
３０　導体柱
３１　導体パターン
４０　高周波回路部品
４１　コネクタ
４３　固着部材
４５　第１部材
４６　第２部材
５０　筐体
５１　マザーボード
 

Claims (7)

  1. 　放射素子が設けられた基板を含むアンテナモジュールと、
    　前記アンテナモジュールを収容する筐体と、
    　前記アンテナモジュールのボアサイト方向を向く面と前記筐体の内面との間に配置され、前記アンテナモジュールと前記筐体との両方に接触するゲル状の第１部材と
    を有する通信装置。
  2. 　前記アンテナモジュールは、さらに、前記基板に設けられたグランド導体と、前記放射素子に接続された給電線とを有し、
    　前記放射素子と前記グランド導体とがパッチアンテナとして動作し、前記アンテナモジュールのボアサイト方向を向く面が前記第１部材に接触している請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記放射素子は、前記給電線に接続された給電素子と、前記給電素子に装荷された無給電素子とを含み、
    　前記グランド導体を高さの基準として、前記無給電素子が前記給電素子より高い位置に配置されており、
    　前記アンテナモジュールは、さらに、前記無給電素子の平面視における幾何中心と前記グランド導体とを接続する第１導体柱を有する請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記放射素子は、給電素子と、前記給電素子に装荷された無給電素子とを含み、
    　前記グランド導体を高さの基準として、前記無給電素子が前記給電素子より高い位置に配置されており、
    　前記アンテナモジュールは、さらに、平面視において前記無給電素子が配置されていない領域に配置され、前記グランド導体から、前記基板の、前記無給電素子が配置された面まで達する第２導体柱を有する請求項２に記載の通信装置。
  5. 　さらに、前記第２導体柱の上端に接する導体パターンを有する請求項４に記載の通信装置。
  6. 　前記アンテナモジュールは、
    　前記アンテナモジュールのボアサイト方向とは反対の方向を向く面に実装され、前記給電線及び前記グランド導体に接続され、前記給電線を介して前記放射素子に対して高周波信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う高周波回路部品と、
    　前記基板の端面を経由して前記高周波回路部品から、少なくとも前記第１部材まで達しているゲル状の第２部材と
    を有する請求項２乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
  7. 　前記グランド導体の端面が前記基板の端面に露出しており、
    　さらに、前記第２部材は、前記グランド導体の端面に接触している請求項６に記載の通信装置。
     
PCT/JP2021/006458 2020-03-26 2021-02-19 通信装置 WO2021192766A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-056001 2020-03-26
JP2020056001 2020-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021192766A1 true WO2021192766A1 (ja) 2021-09-30

Family

ID=77890117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/006458 WO2021192766A1 (ja) 2020-03-26 2021-02-19 通信装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021192766A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023084981A1 (ja) * 2021-11-12 2023-05-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子機器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004106737A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 Honda Motor Co Ltd 船外機
WO2013161856A1 (ja) * 2012-04-26 2013-10-31 株式会社 日立製作所 移動体通信用マーカー
JP2015215226A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 オムロン株式会社 状態検出装置
WO2016047005A1 (ja) * 2014-09-25 2016-03-31 日本電気株式会社 アンテナシステム
JP2018006437A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 株式会社村田製作所 複合デバイス

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004106737A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 Honda Motor Co Ltd 船外機
WO2013161856A1 (ja) * 2012-04-26 2013-10-31 株式会社 日立製作所 移動体通信用マーカー
JP2015215226A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 オムロン株式会社 状態検出装置
WO2016047005A1 (ja) * 2014-09-25 2016-03-31 日本電気株式会社 アンテナシステム
JP2018006437A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 株式会社村田製作所 複合デバイス

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023084981A1 (ja) * 2021-11-12 2023-05-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子機器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9698487B2 (en) Array antenna
JP2018148290A (ja) アンテナ装置
US20200203851A1 (en) Multiaxial antenna, wireless communication module, and wireless communication device
JP6888674B2 (ja) アンテナ
KR20050046630A (ko) 안테나 장치
JP6195080B2 (ja) アンテナ装置
KR102252382B1 (ko) 레이더 장치
JP2015111763A (ja) 偏波ダイバーシチ用アンテナ及び無線通信装置
JPWO2018186065A1 (ja) 高周波モジュール
CN113366704A (zh) 平面天线、平面阵列天线、多轴阵列天线、无线通信模块和无线通信装置
WO2021192766A1 (ja) 通信装置
JP6579298B1 (ja) マルチバンドアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置
US10694397B2 (en) Base station antenna assembly having feed board therein with reduced passive intermodulation (PIM) distortion
US20210119344A1 (en) Antenna device
CN117673705A (zh) 天线单元及通信设备
US11271297B2 (en) Three-dimensional antenna device
US10153548B1 (en) Wireless communications assembly with integrated active phased-array antenna
JP3950133B2 (ja) 高周波回路基板
US11978967B2 (en) UWB antenna
TWI845112B (zh) 天線模組及無線運作裝置
JPH04154303A (ja) トリプレート型平面アンテナ
CN118431755A (zh) 天线模块及无线运作装置
JP2011142542A (ja) パターンアンテナ及びアンテナ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21776407

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21776407

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP