JP2018137737A - アンテナ基板 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ特性および強度の高いアンテナ基板を提供する。【解決手段】アンテナ基板１０は、複数の誘電体層１ａが積層されてなる誘電体基板１と、該誘電体基板１に設けられた第１放射導体２と、第１放射導体２と誘電体層１ａの積層方向で重なるように誘電体基板１に設けられた接地導体３とを備えている。積層方向において、第１放射導体２と接地導体３と間に位置している誘電体層１ａは、第１放射導体２と接地導体３とで挟まれた部分に、積層方向と交差する方向に配置された複数の中空部１ｂを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ基板に関するものである。

従来から、各種無線機器に用いられる小型の平面アンテナとして、誘電体基板を挟んで放射導体と接地導体を配置した、マイクロストリップアンテナあるいはパッチアンテナと呼ばれるものが知られている。このようなアンテナに用いられるアンテナ基板として、放射導体と接地導体との間の誘電体に空洞部を設けたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。空洞部により放射導体と接地導体との間の誘電率を低くすることでアンテナ特性を向上させるものである。

特開２０１２−１５１４６７号公報

しかしながら誘電体に空洞部を設けることで放射導体と接地導体との間の誘電率が低くなっても、アンテナ特性が低下してしまうとことがあった。これは、アンテナ基板において比較的面積の大きい放射導体と接地導体との間において誘電体に空洞部を設けると、空洞部を挟んで位置している、放射導体あるいは接地導体が設けられた誘電体が変形して放射導体と接地導体との間隔が一定とならなくなるためであった。また、従来技術では、このような変形を抑えるために、焼成前の積層体の空洞部となる部分に空洞部仮設体を配置して、焼成後に取り出すことを行なっており、それによって空洞部はアンテナ基板の側面に開放したものとなるため、強度が低下しやすいものであった。

本開示のアンテナ基板は、複数の誘電体層が積層されてなる誘電体基板と、該誘電体基板に設けられた放射導体と、前記誘電体層の積層方向で前記放射導体と重なるように前記誘電体基板に設けられた接地導体とを備えており、前記積層方向において前記放射導体と前記接地導体との間に位置している前記誘電体層は、前記放射導体と前記接地導体とで挟まれた部分に、積層方向と交差する方向に離間して配置された複数の中空部を有している。

本開示の１つの態様のアンテナ基板によれば、上記構成であることから、アンテナ特性が向上した、強度の高いものとなる。

アンテナ基板の一例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１に示すアンテナ基板の下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図３に示すアンテナ基板の下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、アンテナ基板の他の一例を示す下面図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図６に示すアンテナ基板の下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、アンテナ基板の他の一例を示す下面図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図９に示すアンテナ基板の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。 アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。

アンテナ基板について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際にアンテナ基板が使用されるときの上下を限定するものではない。図１は、本開示のアンテナ基板の一例を示す分解斜視図である。図２（ａ）は図１に示すアンテナ基板の下面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

アンテナ基板１０は、複数の誘電体層１ａが積層されてなる誘電体基板１と、誘電体基板１に設けられた第１放射導体２と、第１放射導体２と誘電体層１ａの積層方向で重なるように誘電体基板１に設けられた接地導体３とで基本的に構成されている。そして、第１放射導体２と接地導体３と間に位置している誘電体層１ａは、第１放射導体２と接地導体３とで挟まれた部分に、積層方向と交差する方向に配置された複数の中空部１ｂを有している。

このような構成のアンテナ基板１０によれば、中空部１ｂを有していることによって第１放射導体２と接地導体３との間の誘電率が低いものであるとともに、中空部１ｂが比較的小さい複数に分かれていることで第１放射導体２または接地導体３が形成された誘電体層１ａが作製時に変形し難く、放射導体２と接地導体３との間隔が一定となるのでアンテナ特性が向上したものとなる。また、低誘電率の部分は中空部１ｂであることから、誘電体基板の外面に開口するような空洞部を有するものに対して、誘電体基板１の強度が高く、アンテナ基板１０として信頼性の高いものとなる。

図３は、アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。図４（ａ）は図３に示すアンテナ基板の下面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図３および図４に示す例は、図１および図２に示す例に対して、中空部１ｂの形態が異なっている。図１および図２に示す例では、中空部１ｂは、平面透視で長方形状のものが２つ設けられ、第１放射導体２と接地導体３との間の誘電体層１ａにおいて、中空部１ｂの間に、中空部１ｂが設けられていない部分が平面透視でＩ字状に設けられている。これに対して、図３および図４に示す例では、中空部１ｂは平面透視で正方形状のものが４つ設けられ、第１放射導体２と接地導体３との間の誘電体層１ａにおいて、中空部１ｂが設けられていない部分は平面透視で＋字形状となっている。このような、誘電体層１ａにおける複数の中空部１ｂに挟まれた、中空部１ｂが設けられていない部分が、第１放射導体２が設けられた誘電体層１ａと接地導体３が設けられた誘電体層１ａとの間において、これらを支える支持部として機能するので、第１放射導体２または接地導体３が設けられた誘電体層１ａが変形することが抑えられる。また、複数の中空部１ｂそれぞれの大きさも小さくなるので、中空部１ｂを設けることによる誘電体基板１の強度低下も抑えられる。

アンテナ基板１０は、第１放射導体２に給電するための給電導体４を備えている。図１および図２に示す例では、給電導体４は、第１放射導体２との間に接地導体３を挟むよう
に、誘電体基板１の下面に設けられている。給電導体４はいわゆるストリップ線路導体であり、誘電体基板１の下面の外縁から中心部へ向けて延びている。

図１および図２に示す例では、給電導体４の先端部は誘電体基板１の下面の中心部に位置しており、接地導体３は、この給電導体４の先端部と重なる位置に開口部３ａを有している。この開口部３ａは、平面透視で給電導体４に対して直交する方向に長い形状で、例えば長方形状である。給電導体４に電流（信号）が流れると、その周りに磁界が発生し、この磁界がこの開口部３ａ（スロット）を通って、給電導体４と第１放射導体２とが結合することで給電導体４から第１放射導体２に給電される。

図３および図４に示す例では、給電導体４の先端部と第１放射導体２とが貫通導体４ａによって電気的に接続されており、貫通導体４ａによって給電導体４から放射導体２に給電される。このときの接地導体３には開口部３ａが設けられており、貫通導体４ａはこの開口部３ａ内を通って給電導体４と第１放射導体２とを接続している。開口部３ａは、接地導体３と貫通導体４ａとの間にクリアランスを設けて、これらが短絡しないようにするためのものであり、平面透視の形状は、例えば円形状である。この例においては、貫通導体４ａは第１放射導体２の中心部ではなく、中心部と外縁部との間に接続されており、給電導体４は誘電体基板１の下面の外縁から中心部までの間までの長さである。このように給電導体４の長さを短くすることで損失が低減されたアンテナ基板１０となる。貫通導体４ａによって給電導体４と第１放射導体２とを接続するためには、給電導体４と第１放射導体２との間に誘電体層１ａが設けられている必要がある。図１および図２に示す例では、給電導体４が延びる方向（給電導体４の長さ方向）に２つの中空部１ｂが配列されているが、２つの中空部１ｂを給電導体４の長さ方向に直交する方向に配列して、中空部１ｂが設けられていない部分（支持部となる部分）を給電導体４と平面透視で重なる位置に設ければ、貫通導体４ａで給電導体４と第１放射導体２とを接続することができる。なお、給電導体４と第１放射導体２との電気的な接続は、貫通導体４ａだけでなく、誘電体基板１の側面に設けた側面導体で行なうこともできる。この場合には、中空部１ｂの配置に関係なく給電導体４と第１放射導体２とを電気的に接続することができる。

図５（ａ）、図５（ｂ）は、それぞれアンテナ基板の他の一例を示す下面図である。図３および図４に示す例における４つの中空部１ｂのそれぞれの形状が平面透視で正方形であるのに対して、図５（ａ）に示す例においては、４つの中空部１ｂのそれぞれの形状は、正方形の角部を丸めた形状である点が異なる。中空部１ｂの平面透視の形状が正方形や長方形あるいはその他の多角形状である場合には、平面透視における形状の角部を丸めた形状にすると、アンテナ基板１０（誘電体基板１）に加わった応力が角部に集中して、角部を起点とするクラックが入る可能性が低減される。このような効果を得るために、中空部１ｂの平面透視の形状を角部のない形状、例えば図５（ｂ）に示す例のような円形状、あるいは楕円形状とすることができる。なお、図５（ａ）に示す例と図３および図４に示す例とは４つの中空部１ｂの配置は同じであるが、給電導体４と第１放射導体２との接続方法は異なっている。図５（ａ）に示す例のように、接地導体３にスロット（開口部３ａ）を設けた場合には、開口部３ａを挟んで両方向、すなわち放射導体２側および給電導体４側に電波を放射することができる。電波の指向性を高めたい場合には、貫通導体４ａ等で給電導体４と第１放射導体２とを接続して、第１放射導体２から外側への一方向だけに電波が放射されるようにすることができる。

また、図５（ｂ）に示す例ではｂ、誘電体基板１は、４１個の中空部１ｂを有している。中空部１ｂの数は複数であれば特に制限はない。第１放射導体２と接地導体３との間に位置している誘電体層１ｂにおける第１放射導体２と接地導体３とで挟まれた部分に、複数の中空部１ｂが積層方向と交差する方向に離間して配置されていれば、放射導体２が設けられた誘電体層１ａと接地導体３が設けられた誘電体層１ａとの間において、誘電体基
板１にこれらを支える支持部として機能する部分が設けられる。

図６は、アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。図７（ａ）は図６に示すアンテナ基板の下面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図６および図７に示す例は、図１および図２に示す例に対して、２つの中空部１ｂの配置が異なっている。図１および図２に示す例では、第１放射導体２と接地導体３との間には１層の誘電体層１ａが設けられており、この１層の誘電体層１ａに２つの中空部１ｂが設けられている。これに対して、図６および図７に示す例では、第１放射導体２と接地導体３との間には２層の誘電体層１ａが設けられており、この２層の誘電体層１ａのそれぞれに１つずつの中空部１ｂが設けられている。２つの中空部１ｂは、誘電体層１ａの積層方向において異なる位置に配置されている点では異なるが、積層方向と交差する方向に離間して配置されているという点では同じである。そのため、この例においても、第１放射導体２が設けられた誘電体層１ａと接地導体３が設けられた誘電体層１ａとの間において、誘電体基板１にこれらを支える支持部として機能する部分が設けられている。このように、複数の中空部１ｂは、誘電体１の積層方向にも複数設けることができる。なお、図６および図７に示す例において、第１放射導体２と接地導体３との間の２層の誘電体層１ａのそれぞれに、２つの貫通孔を設けてもよい。すなわち、第１放射導体２と接地導体３との間の複数層の誘電体層１ａが設けられている場合に、複数層の誘電体層１ａを貫通して複数の中空部１ｂが設けられていてもよい。この場合は、図６および図７に示す例と比較して、第１放射導体２と接地導体３との間の誘電率がより低減されてアンテナ特性が向上する。

また、図６および図７に示す例では、第１放射導体２は誘電体基板１の外面に設けられている。図１〜図４に示す例のように第１放射導体２を誘電体基板１の内部に設けると、第１放射導体２と接地導体３との間の誘電体層１ａを貫通する中空部１ｂとして、第１放射導体２および接地導体３を中空部１ｂ内に面するようにすることができる。この場合には、第１放射導体２と接地導体３との間の誘電率をより小さくすることができる。また、第１放射導体２が誘電体層１ａで覆われているので、アンテナ基板１０の使用環境の雰囲気等によって第１放射導体２が腐食され難いものとなる。これに対して、図６および図７（さらには、後述する図９および図１０）に示す例のように、誘電体層１ａの外面に第１放射導体２を設けると、電波を放射する面に誘電体層１ａが存在しないので、電波が閉じ込められず、より遠くまで電波を飛ばすことができる。アンテナ基板１０に要求される特性に応じて第１放射導体２を配置することができる。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれアンテナ基板の他の一例を示す下面図である。図８（ａ）に示す例は、図３および図４に示す例に対して、中空部１ｂの数および配置は同じであるが、中空部１ｂの平面透視の形状が異なる。図３および図４に示す例における中空部１ｂの平面透視の形状が正方形であるのに対して、図８（ａ）に示す例における中空部１ｂの平面透視の形状は台形である。台形にすることで、中空部１ｂが設けられていない部分の幅を大きくしている。そのため、第１放射導体２が設けられた誘電体層１ａと接地導体３が設けられた誘電体層１ａとの間を支える支持部が大きくなるので、第１放射導体２または接地導体３が設けられた誘電体層１ａが変形することがより抑えられる。そして、台形の下底（最も長い辺）が、第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺に沿って外側に位置するように配置されている。第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺の近傍に電界が集中しやすく、ここの誘電率を小さくすることでアンテナ特性がより向上する。すなわち、図８（ａ）に示す例においては、図３および図４に示す例に対して、アンテナ特性をあまり低下させることなく、誘電体層１ａの変形をより抑えることができる。このような効果を得るための中空部１ｂの平面透視の形状は、台形に限られず、第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺の近傍において大きく、第
１放射導体２の中央部において小さくなる形状であればよい。なお、図８においては接地導体３を破線で示し、第１放射導体２は示していないが、第１放射導体２は接地導体３より一回り小さく、第１放射導体２の外縁は接地導体３の外縁より内側に位置しているので、図８において、放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺と中空部１ｂとが平面透視で重なっている。

図８（ｂ）に示す例は、図３および図４に示す例に対して、中空部１ｂの数は同じであるが配置が異なり、中空部１ｂの平面透視の形状も異なる。図３および図４に示す例においては、平面透視の形状が正方形である４つの中空部１ｂを、平面透視の形状が正方形である第１放射導体２の４つの角部のそれぞれに合わせて配置している。このときの中空部１ｂが設けられていない部分の形状は、平面透視で第１放射導体２の辺部間を結ぶ十字（＋字）状である。これ対して、図８（ｂ）に示す例においては、平面透視の形状が台形である４つの中空部１ｂを、平面透視の形状が正方形である第１放射導体２の４つの辺部のそれぞれに、台形の下底が外側で沿うように配置している。中空部１ｂが設けられていない部分の形状は、平面透視で第１放射導体２の対角間を結ぶＸ字（×）状である。この場合は、給電導体４と平面透視で重なる位置に中空部１ｂが設けられるので、貫通導体４ａによって給電導体４と第１放射導体２とを接続することができないので、接地導体３に開口部３ａ（スロット）を設けて、給電導体４と第１放射導体２とを電磁界結合させる。開口部３ａ（スロット）と第１放射導体２との間に誘電体層１ａを配置するため、中空部１ｂが設けられていない部分の形状は、完全なＸ字（×）ではなく、中央部に開口部３ａ（スロット）に沿って延びる部分を有している。この図８（ｂ）に示す例の場合においても図８（ａ）に示す例と同様に、台形の下底（最も長い辺）が、第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺に沿って外側に位置するように配置されているので、アンテナ特性をあまり低下させることなく、誘電体層１ａの変形をより抑えることができる。また、図８（ａ）に示す例に対して、図８（ｂ）に示す例の中空部１ｂは、第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺と重なる部分が大きいのでアンテナ特性の点では優れている。なお、図１〜図７に示す例において、複数の中空部１ｂ全体の外周は、平面透視で放射導体２の外周より外側に位置している。すなわち、図１〜図７に示す例においても、第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺と中空部１ｂとが平面透視で重なっている。このように、第１放射導体２と接地導体３とで挟まれた部分だけでなく、第１放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺と平面透視で重なる部分まで中空部１ｂを設けることができる。中空部１ｂが第１放射導体２と接地導体３とで挟まれた部分だけに配置される場合に対して、アンテナ特性がより向上する。

以上の例における複数の中空部１ｂは、第１放射導体２と接地導体３との間で誘電体層１ａを貫通している。そのため、複数の中空部１ｂの１つ１つをより大きいものとすることができ、誘電率をより低減することができる。また、中空部１ｂの形成が容易である。中空部１ｂが誘電体層１ａを貫通している場合の縦断面視における形状は、図２、図４および図７に示す例のように矩形状となる。

図９は、アンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。図１０（ａ）は図９に示すアンテナ基板の断面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図である。図９および図１０に示す例は、図６および図７に示す例に対して、中空部１ｂの形態が異なっている。複数の中空部１ｂは、第１放射導体２と接地導体３と間に位置している誘電体層１ａに設けられた多孔質部１ｃの細孔１ｃｐである。図１〜図８に示す例に対して、中空部１ｂの１つの大きさが小さく、誘電体層１ａの積層方向と交差する方向と誘電体層１ａの積層方向の両方に複数の中空部１ｂが配置されている。そのため、中空部１ｂが設けられていない部分は、多孔質部１ｃにおいて三次元網目構造となっているともいえる。このような構成においては、第１放射導体２が設けられた誘電体層１ａと接地導
体３が設けられた誘電体層１ａとの間を支える支持部が、これらの間でより一様に分布し、支持部が存在しない領域がないものとなる。そのため、第１放射導体２または接地導体３が設けられた誘電体層１ａの変形がより抑えられる。また、大きな中空部１ｂがなく、小さい中空部１ｂが一様に分散しているので、大きく強度が低下する部分がなく、誘電体基板１の強度がより高いものとなる。そして、図９および図１０に示す例において、中空部１ｂを含んでいる多孔質部１ｃの外周は、平面透視で第１放射導体２の外周より外側に位置している。すなわち、図９および図１０に示す例においても、放射導体２の外辺のうち、給電導体４の延びる方向（長さ方向）と直交する辺と中空部１ｂを含む多孔質部１ｃとが平面透視で重なっている。

図１１はアンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。図１１に示す例は、図１に示す例に対して、さらに第２放射導体２ａを備えている。第２放射導体２ａは、第１放射導体２に対して接地導体３とは反対側で、第１放射導体２との間に誘電体層１ａを挟んで重なっている。言い換えれば、第２放射導体２ａと接地導体３との間に第１放射導体２配置している。すなわち、接地導体３との間に第１放射導体２を挟んで誘電体層１ａの積層方向で重なるように誘電体基板１に設けられた第２放射導体２ａを備えているアンテナ基板１０とすることができる。このように第２放射導体２ａが第１放射導体２に対して誘電体層１ａの積層方向で重なるように配置されていることから、第１放射導体２および第２放射導体２ａで複合的な共振が起こり、そのため広い周波数帯域において信号の送受信を行なうことが可能な広帯域のアンテナ基板１０を提供することができる。

図１２〜図１４はアンテナ基板の他の一例を示す分解斜視図である。図１２〜図１４に示す例は、図１１に示す例に対して、第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間に位置している誘電体層１ａが中空部１ｂを備えている。これらのように、積層方向において第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間に位置している誘電体層１ａが、第１放射導体２と第２放射導体２ａとで挟まれた部分に、積層方向と交差する方向に離間して配置された複数の中空部１ｂを有しているアンテナ基板１０とすることができる。第１放射導体２と第２放射導体２ａとで挟まれた部分にも中空部１ｂを設けることにより、これらの間の比誘電率も低いものとなるので、広い周波数帯域においてより良好な信号の送受信を行なうことが可能な広帯域のアンテナ基板１０を提供することができる。また、第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間の中空部１ｂもまた、積層方向と交差する方向に離間して配置された複数個であるので、誘電体層１ａが作製時に変形し難く、第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間隔が一定となってアンテナ特性が向上したものとなる。また、低誘電率の部分は中空部１ｂであって、誘電体基板の外面に開口するような空洞部ではないので、誘電体基板１の強度が高く、アンテナ基板１０として信頼性の高いものとなる。

図１２に示す例において、第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間の中空部１ｂは、第１放射導体２と接地導体３との間の中空部１ｂと同じ形状で同じ配置である。これに対して、図１３および図１４に示す例においては、第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間の中空部１ｂの形状あるいは配置は、第１放射導体２と接地導体３との間の中空部１ｂとは異なっている。具体的には、図１２に示す例では、平面視で長方形の２つの中空部１ｂが、第１放射導体２と接地導体３との間の中空部１ｂの配列方向と同じ方向に配列されている。これに対して、図１３に示す例では、３つの長方形の中空部１ｂが第１放射導体２と接地導体３との間の中空部１ｂの配列方向と同じ方向に配列されている。また、図１４に示す例では、２つの長方形の中空部１ｂが第１放射導体２と接地導体３との間の中空部１ｂの配列方向と直交する方向に配列されている。このように、第１放射導体２と接地導体３との間の中空部１ｂと第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間の中空部１ｂとが、平面視で重ならない部分を有するように配置されていると、中空部１ｂを設けることによる誘電体基板１の強度低下が抑えられ、アンテナ基板１０として信頼性の高いものとなる。また、第１放射導体２と第２放射導体２ａとの間の中空部１ｂもまた、図９および図
１０に示す例のような、多孔質部１ｃの細孔１ｃｐとすることができる。

誘電体基板１は、アンテナ基板１０の基本的な構造部分であり、アンテナ基板１０としての機械的な強度の確保、および複数の第１放射導体２と接地導体３との間絶縁性の確保等の機能を有している。誘電体基板１は、例えば上から見たときに（平面視において）正方形状等の四角形状で、平板状である。誘電体基板１の寸法は、例えば、四角形の一辺の長さが２ｍｍ〜１０ｍｍで、厚みが０．３ｍｍ〜３ｍｍである。

誘電体基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ムライト質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成る誘電体材料からなる複数の誘電体層１ａが積層されて形成されている。図１〜図１４に示す例では誘電体層１ａは３層〜５層であるが、絶縁層１ａの層数はこれらに限られるものではない。

誘電体基板１は、例えばガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、ガラス成分となる酸化ケイ素、酸化ホウ素およびフィラー成分となる酸化アルミニウム等の粉末を主成分とする原料粉末を、有機溶剤、バインダと混練してスラリーとするとともに、このスラリーをドクターブレード法またはリップコータ法等の成形方法でシート状に成形して誘電体基板１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を作製する。図１〜図８に示す例のような中空部１ｂは、セラミックグリーンシートに金型等を用いて貫通孔を設けておくことで、容易に形成することができる。次に、複数のグリーンシートを積層して積層体を作製する。このとき、中空部１ｂとなる貫通孔が大きいと、その上下に位置するグリーンシートが変形し、貫通孔内へ凸状に変形してしまう場合がある。中空部１ｂとなる貫通孔が複数設けられ、１つの貫通孔の大きさが小さいので変形し難い。また、１つの大きな貫通孔の場合に対して、グリーンシートの複数の貫通孔間に位置する部分（貫通孔が設けらていない）が上下のグリーンシートを支える支持部のように機能する。グリーンシートの変形をより抑えるために、貫通孔の内部を、例えば後の焼成工程において焼失する有機成分から成る充填材で充填しておくこともできる。充填材は、例えば、アクリル樹脂と有機溶剤とを含むグリーンシートと同等の厚みのシート状のものである。例えば、グリーンシートに貫通孔を設ける際に、グリーンシート上にシート状の充填材を載置した状態で、充填材とともにグリーンシートを打ち抜きつつ、グリーンシートの貫通孔に打ち抜かれた充填材シートをはめ込むことで貫通孔に充填材を充填させることができる。この場合には、貫通孔の大きさが小さいので充填材から発生するガスの量が少なく、このガスによる変形も発生し難い。その後、この積層体を約900〜1000℃程度の温度で焼成することによって誘電
体基板１を製作することができる。

図９および図１０に示す例のように、複数の中空部１ｂが多孔質部１ｃの細孔１ｃｐである場合は、多孔質部１ｃとなるセラミックグリーンシートを、誘電体層１ａとなるグリーンシートに設けた貫通孔内に配置することで作製することができる。あるいは、多孔質部１ｃとなるセラミックペーストを誘電体層１ａとなるグリーンシートに設けた貫通孔内に充填することで作製することができる。多孔質部１ｃとなるセラミックグリーンシートおよび多孔質部１ｃとなるセラミックペーストは、誘電体層１ａとなるグリーンシートに対して、例えば焼成工程で焼失して細孔１ｃｐとなる焼失成分を含むものとすればよい。焼失成分としては、例えば、アクリル樹脂製のビーズを用いることができる。多孔質部１ｃとなるセラミックグリーンシートを用いる場合であれば、貫通孔内への配置は、上記した充填材を充填する方法と同様の方法で行なえばよい。多孔質部１ｃとなるセラミックペーストを用いる場合は、貫通孔を設けたシートを基材の上に載置した状態で、あるいは積層体を作製する途中の、貫通孔の一方の開口がグリーンシートで塞がれた状態で、セラミックペーストをスクリーン印刷などの方法を用いて貫通孔へ充填すればよい。

誘電体基板１を含むアンテナ基板１０は、このようなアンテナ基板１０となる複数の基板領域が母基板に配列された多数個取り基板として製作することもできる。複数の基板領域を含む母基板を、基板領域毎に分割して複数のアンテナ基板１０をより効率よく製作することもできる。この場合には、母基板のうち基板領域の境界に沿って分割用の溝が設けられていてもよい。

誘電体基板１の表面または内部には、図１〜図１０に示す例のように、第１放射導体２、接地導体３、給電線路導体４が設けられている。また、図１１〜図１４に示す例では、さらに第２放射導体２ａが設けられている。図１〜図１４に示す例においては省略しているが、例えば、接地導体３は外部回路の接地電位に接続するための、誘電体基板１の内部から外表面にかけて引出線路部を備えている。給電導体４と第１放射導体２との電気的な接続を貫通導体４ａで行なう場合には、これらの間の誘電体層１ａを貫通する貫通導体４ａを設ける。また、給電導体４と第１放射導体２との電気的な接続を、誘電体基板１の側面に設けた側面導体で行なう場合には、誘電体基板１の側面に側面導体を設ける。

第１放射導体２、第２放射導体２ａ、接地導体３、給電線路導体４、貫通導体４ａおよび側面導体（以下、まとめて配線導体とも呼ぶ。）は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルまたはコバルト等の金属、またはこれらの金属を含む合金の金属材料を導体材料として主に含むものである。このような金属材料は、メタライズ層またはめっき層等の金属層として誘電体基板１の表面に設けられている。この金属層は、１層でもよく、複数層でもよい。

第１放射導体２、第２放射導体２ａ、接地導体３および給電線路導体４は、例えば、銅のメタライズ層である場合には、銅の粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを誘電体層１ａとなるグリーンシートの所定位置にスクリーン印刷法等の方法で印刷してグリーンシートとともに焼成する方法で形成することができる。また、貫通導体４ａは、上記の金属ペーストの印刷に先駆けてグリーンシートの所定の位置に貫通孔を設け、上記と同様の金属ペーストをこの貫通孔に充填しておくことで形成することができる。側面導体は、積層体の側面に上記と同様の金属ペーストを印刷することで形成することができる。あるいは、側面導体は、いわゆるキャスタレーション導体とすることもできる。この場合は、グリーンシートに設けた貫通孔の内面に金属ペーストを印刷するか、貫通孔を充填するかして、貫通孔が分割されるように積層体を切断して誘電体基板１の側面となる側面を形成することで、誘電体基板１の側面にキャスタレーション導体である側面導体を形成することができる。

また、配線導体うち、第１放射導体２、第２放射導体２ａ、給電線路導体４、および側面導体となるメタライズ層の露出表面には、電解めっき法または無電解めっき法等のめっき法でニッケルおよび金等のめっき層がさらに被着されていてもよい。この場合、前述したように多数個取り基板の形態でアンテナ基板１０を製作する際に、複数の基板領域の配線導体を互いに電気的に接続させておけば、複数のアンテナ基板１０の配線導体に一括してめっき層を被着させることもできる。

第１放射導体２および第２放射導体２ａの平面視の形状は、矩形状あるいは円形状であり、正方形の誘電体基板１にできるだけ大きい第１放射導体２および第２放射導体２ａを設けるためには正方形とすることができる。また、接地導体３の平面視の形状は、第１放射導体２の相似形で、一回り大きいものとすることができる。そして、平面透視で、接地導体３の外周が第１放射導体２の外周より外側に位置して重なるように配置することができる。このようにすることで、第１放射導体２の外周部まで確実に電波を放射することができるものとなる。

第１放射導体２、第２放射導体２ａおよび接地導体３の大きさは、アンテナ基板１０に求められるアンテナ特性に応じて、また、誘電体層１ａの比誘電率および厚みによって、適宜設定することができる。また、接地導体３に設けられる開口部（スロット）３ａおよび給電線路導４の寸法についても同様である。

１・・・誘電体基板
１ａ・・・誘電体層
１ｂ・・・中空部
１ｃ・・・多孔質部
１ｃｐ・・・細孔
２・・・第１放射導体
２a・・・第２放射導体
３・・・接地導体
３ａ・・・開口部
４・・・給電線路導体
４ａ・・・貫通導体
１０・・・アンテナ基板

Claims (5)

1. 複数の誘電体層が積層されてなる誘電体基板と、
   該誘電体基板に設けられた第１放射導体と、
   前記誘電体層の積層方向で前記第１放射導体と重なるように前記誘電体基板に設けられた接地導体とを備えており、
   前記積層方向において前記第１放射導体と前記接地導体と間に位置している前記誘電体層は、前記第１放射導体と前記接地導体とで挟まれた部分に、積層方向と交差する方向に離間して配置された複数の中空部を有しているアンテナ基板。
2. 前記複数の中空部は、前記第１放射導体と前記接地導体との間で前記誘電体層を前記積層方向に貫通している請求項１に記載のアンテナ基板。
3. 前記複数の中空部は、前記第１放射導体と前記接地導体と間に位置している前記誘電体層に設けられた多孔質部の細孔である請求項１に記載のアンテナ基板。
4. 前記接地導体との間に前記第１放射導体を挟んで前記誘電体層の積層方向で重なるように前記誘電体基板に設けられた第２放射導体を備えている請求項１〜請求項３のいずれかに記載のアンテナ基板。
5. 前記積層方向において前記第１放射導体と前記第２放射導体との間に位置している前記誘電体層は、前記第１放射導体と前記第２放射導体とで挟まれた部分に、積層方向と交差する方向に離間して配置された複数の中空部を有している請求項４に記載のアンテナ基板。
   

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