WO2024232251A1

WO2024232251A1 - アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

Info

Publication number: WO2024232251A1
Application number: PCT/JP2024/015720
Authority: WO
Inventors: 洋介佐藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2023-05-10
Filing date: 2024-04-22
Publication date: 2024-11-14
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: JPWO2024232251A1

Abstract

アンテナモジュール（１００）は、誘電体基板（１０５）と、放射素子（１２１Ｂ）と、接地電極（ＧＮＤ１，ＧＮＤ２）とを備える。誘電体基板（１０５）、法線方向が互いに異なる平坦部（１３０Ａ，１３０Ｂ）、ならびに、平坦部（１３０Ａ，１３０Ｂ）を接続する屈曲部（１３５）を含む。放射素子（１２１Ｂ）は、平板形状を有しており、平坦部（１３０Ｂ）に配置されている。接地電極（ＧＮＤ１）は、平坦部（１３０Ｂ）において、放射素子（１２１Ｂ）に対向して配置されている。接地電極（ＧＮＤ２）は、平坦部（１３０Ａ）に配置されている。平坦部（１３０Ａ，１３０Ｂ）の各々は、互いに対向する第１主面および第２主面を有している。平坦部（１３０Ｂ）は、屈曲部（１３５）が接続される領域（ＲＧ１）と、領域（ＲＧ１）の平坦部（１３０Ａ）側に配置される領域（ＲＧ２）とを含む。平坦部（１３０Ｂ）の法線方向を第１方向とし、平坦部（１３０Ａ）の法線方向を第２方向とした場合に、平坦部（１３０Ａ）の第２方向の寸法は、領域（ＲＧ１）の第１方向の寸法よりも大きく、かつ、領域（ＲＧ１）および領域（ＲＧ２）の第１方向の寸法の和よりも小さい。

Description

アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

　本開示は、アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置に関し、より特定的には、アンテナモジュールのアンテナ特性を向上させるための技術に関する。

　国際公開第２０２０／１７０７２２号明細書（特許文献１）には、屈曲させた誘電体基板を用いて、２方向に電波を放射することが可能なアンテナモジュールが開示されている。国際公開第２０２０／１７０７２２号明細書（特許文献１）に記載されたアンテナモジュールにおいて、誘電体基板は、実装基板に実装される第１平坦部と、屈曲部を介して第１平坦部に接続された第２平坦部とを有しており、各平坦部に放射素子が配置されている。

国際公開第２０２０／１７０７２２号明細書

　国際公開第２０２０／１７０７２２号明細書（特許文献１）に記載された構成を有するアンテナモジュールは、携帯電話およびスマートフォンに代表される小型の携帯通信装置に用いられる場合がある。このような通信装置においては、さらなる小型化および薄型化のニーズが依然として高く、さらに高機能化に伴って装置内部の機器密度が高くなる傾向にあるため、装置内部におけるアンテナモジュールの占有領域が制限される可能性がある。そのため、アンテナモジュール自体のさらなる小型化が望まれている。

　一方で、アンテナモジュールの小型化において、誘電体基板の形状あるいは寸法を変更すると、かえってアンテナ特性を低下させるおそれがある。

　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、屈曲部を介して接続された２つの平坦部を有する誘電体基板を備えたアンテナモジュールにおいて、アンテナ特性の低下を抑制しつつ小型化を図ることである。

　本開示に係るアンテナモジュールは、誘電体基板と、第１放射素子と、第１接地電極と、第２接地電極とを備える。誘電体基板は、法線方向が互いに異なる第１平坦部および第２平坦部、ならびに、第１平坦部および第２平坦部を接続する屈曲部を含む。第１放射素子は、平板形状を有しており、第１平坦部に配置されている。第１接地電極は、第１平坦部において、第１放射素子に対向して配置されている。第２接地電極は、第２平坦部に配置されている。第１平坦部および第２平坦部の各々は、互いに対向する第１主面および第２主面を有している。第１平坦部は、屈曲部が接続される第１領域と、第１領域の第２平坦部側に配置される第２領域とを含む。第１平坦部の法線方向を第１方向とし、第２平坦部の法線方向を第２方向とした場合に、第２平坦部の第２方向の寸法は、第１領域の第１方向の寸法よりも大きく、かつ、第１領域および第２領域の第１方向の寸法の和よりも小さい。

　本開示に係るアンテナモジュールにおいては、第１平坦部において屈曲部を介して第２平坦部に接続される第１領域の厚みが第２平坦部の厚みよりも薄く、かつ、第１平坦部の第１領域および第２領域の厚みの和が第２平坦部の厚みよりも厚くなっている。これにより、第１平坦部の法線方向のアンテナモジュールの寸法を低減する一方で、第１平坦部における放射素子と接地電極との間隔を確保することができる。したがって、屈曲部を介して接続された２つの平坦部を有する誘電体基板を備えたアンテナモジュールにおいて、アンテナ特性の低下を抑制しつつ小型化を図ることができる。

実施の形態１に従うアンテナモジュールが適用される通信装置の全体概略図である。実施の形態１に従うアンテナモジュールの斜視図である。図２のアンテナモジュールの側面透過図である。実施の形態２に従うアンテナモジュールの側面透過図である。誘電体基板に取り付けられる誘電体の第１の構成例を示す図である。誘電体基板に取り付けられる誘電体の第２の構成例を示す図である。実施の形態３に従うアンテナモジュールの側面透過図である。図７のアンテナモジュールの平面図である。実施の形態４に従うアンテナモジュールの側面透過図である。実施の形態５に従うアンテナモジュールの側面透過図である。図１０のアンテナモジュールにおける平坦部１３０Ｂの平面図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

　［実施の形態１］
　（通信装置の基本構成）
　図１は、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００が適用される通信装置１０のブロック図である。通信装置１０は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどである。実施の形態１に係るアンテナモジュール１００に用いられる電波の周波数帯域の一例は、たとえば２８ＧＨｚ、３９ＧＨｚおよび６０ＧＨｚなどを中心周波数とするミリ波帯の電波であるが、上記以外の周波数帯域の電波についても適用可能である。

　図１を参照して、通信装置１０は、アンテナモジュール１００と、ベースバンド信号処理回路を構成するＢＢＩＣ２００とを備える。アンテナモジュール１００は、高周波信号を供給するＲＦＩＣ１１０と、アンテナ装置１２０とを備える。通信装置１０は、ＢＢＩＣ２００からアンテナモジュール１００へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ装置１２０から放射するとともに、アンテナ装置１２０で受信した高周波信号をダウンコンバートしてＢＢＩＣ２００にて信号を処理する。

　アンテナ装置１２０は、２つの平坦部１３０Ａ，１３０Ｂを有する誘電体基板１０５を含む。誘電体基板１０５の各基板には、少なくとも１つの放射素子が配置される。図１においては、平坦部１３０Ａに４つの放射素子１２１Ａが配置され、平坦部１３０Ｂに４つの放射素子１２１Ｂが配置された構成が一例として示されているが、各基板に配置される放射素子の数はこれに限らない。また、図１においては、誘電体基板の各基板において、放射素子が一列に配置された一次元のアレイ状に配置された例が示されているが、各基板において、放射素子が二次元のアレイ状に配置されていてもよい。あるいは、各基板に単独の放射素子が配置される場合であってもよい。実施の形態１においては、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂは、略正方形の平板形状を有するパッチアンテナである。

　ＲＦＩＣ１１０は、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈ，１１７Ａ，１１７Ｂと、パワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＨＴと、ローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＨＲと、減衰器１１４Ａ～１１４Ｈと、移相器１１５Ａ～１１５Ｈと、信号合成／分配器１１６Ａ，１１６Ｂと、ミキサ１１８Ａ，１１８Ｂと、増幅回路１１９Ａ、１１９Ｂとを備える。このうち、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄ，１１７Ａ、パワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＤＴ、ローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＤＲ、減衰器１１４Ａ～１１４Ｄ、移相器１１５Ａ～１１５Ｄ、信号合成／分配器１１６Ａ、ミキサ１１８Ａ、および増幅回路１１９Ａの構成が、平坦部１３０Ａの放射素子１２１Ａから放射される高周波信号のための回路である。また、スイッチ１１１Ｅ～１１１Ｈ，１１３Ｅ～１１３Ｈ，１１７Ｂ、パワーアンプ１１２ＥＴ～１１２ＨＴ、ローノイズアンプ１１２ＥＲ～１１２ＨＲ、減衰器１１４Ｅ～１１４Ｈ、移相器１１５Ｅ～１１５Ｈ、信号合成／分配器１１６Ｂ、ミキサ１１８Ｂ、および増幅回路１１９Ｂの構成が、平坦部１３０Ｂの放射素子１２１Ｂから放射される高周波信号のための回路である。

　高周波信号を送信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈがパワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＨＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７Ａ，１１７Ｂが増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂの送信側アンプに接続される。高周波信号を受信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈがローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＨＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７Ａ，１１７Ｂが増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂの受信側アンプに接続される。

　ＢＢＩＣ２００から伝達された信号は、増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂで増幅され、ミキサ１１８Ａ，１１８Ｂでアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号である送信信号は、信号合成／分配器１１６Ａ，１１６Ｂで４分波され、対応する信号経路を通過して、それぞれ異なる放射素子１２１Ａ，１２１Ｂに給電される。各信号経路に配置された移相器１１５Ａ～１１５Ｈの移相度が個別に調整されることにより、各基板の放射素子から出力される電波の指向性を調整することができる。また、減衰器１１４Ａ～１１４Ｄは送信信号の強度を調整する。

　各放射素子１２１Ａ，１２１Ｂで受信された高周波信号である受信信号はＲＦＩＣ１１０に伝達され、それぞれ異なる４つの信号経路を経由して信号合成／分配器１１６Ａ，１１６Ｂにおいて合波される。合波された受信信号は、ミキサ１１８Ａ，１１８Ｂでダウンコンバートされ、さらに増幅回路１１９Ａ，１１９Ｂで増幅されてＢＢＩＣ２００へ伝達される。

　ＲＦＩＣ１１０は、例えば、上記回路構成を含む１チップの集積回路部品として形成される。あるいは、ＲＦＩＣ１１０における各放射素子１２１Ａ，１２１Ｂに対応する機器（スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器、移相器）については、対応する放射素子毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。

　（アンテナモジュールの構成）
　次に、図２および図３を用いて、本実施の形態におけるアンテナモジュール１００の構成の詳細を説明する。図２は、アンテナモジュール１００の斜視図である。また、図３は、当該アンテナモジュール１００が実装基板２０に実装された状態の側面透過図である。

　図２および図３を参照して、アンテナモジュール１００は、誘電体基板１０５、放射素子１２１Ａ，１２１ＢおよびＲＦＩＣ１１０に加えて、コネクタ１８０と、給電配線１７１，１７２と、接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２とを含む。なお、以降の説明において、平坦部１３０Ａの法線方向をＺ軸方向、平坦部１３０Ｂの法線方向をＸ軸方向とし、各基板における放射素子の配列方向をＹ軸方向とする。各図におけるＺ軸の正方向を上面側、負方向を下面側と称する場合がある。

　誘電体基板１０５は、たとえば、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low　Temperature　Co-fired　Ceramics）多層基板、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、より低い誘電率を有する液晶ポリマー（Liquid　Crystal　Polymer：ＬＣＰ）から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、フッ素系樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、あるいは、ＬＴＣＣ以外のセラミックス多層基板である。なお、誘電体基板１０５は必ずしも多層構造でなくてもよく、単層の基板であってもよい。

　アンテナモジュール１００のアンテナ装置１２０において、誘電体基板１０５は、断面形状が略Ｌ字形状となっており、図２および図３のＺ軸方向を法線方向とする平板形状の平坦部１３０Ａと、図２および図３のＸ軸方向を法線方向とする平板形状の平坦部１３０Ｂと、当該２つの平坦部１３０Ａ，１３０Ｂを接続する屈曲部１３５とを含む。なお、実施の形態１においては、平坦部１３０Ｂが本開示の「第１平坦部」に対応し、平坦部１３０Ａが本開示の「第２平坦部」に対応する。

　アンテナモジュール１００においては、２つの平坦部１３０Ａ，１３０Ｂの各々に、４つの放射素子がＹ軸方向に一列に配置されている。以下の説明において、理解を容易にするために、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂが平坦部１３０Ａ，１３０Ｂの表面に露出するように配置された例について説明するが、放射素子１２１Ａ，１２１Ｂは、平坦部１３０Ａ，１３０Ｂの内部に配置されてもよい。

　平坦部１３０Ａは略矩形形状を有しており、その上方の主面１３１に４つの放射素子１２１ＡがＹ軸方向に一列に配置されている。また、平坦部１３０Ａの下方の主面１３２側（Ｚ軸の負方向の面）には、ＲＦＩＣ１１０およびパワーモジュールＩＣ（図示せず）などが内蔵されたＳｉＰ（System　In　Package）モジュール１２５、ならびに、コネクタ１８０が接続されている。平坦部１３０Ａは、実装基板２０の表面２１に配置されたコネクタ１８５にコネクタ１８０を接続することによって、実装基板２０に実装されている。なお、平坦部１３０Ａは、はんだ接続により実装基板２０に実装されてもよい。

　平坦部１３０Ａにおける実装基板２０に面する主面１３２側の内層には、平坦部１３０Ａの全面にわたって接地電極ＧＮＤ２が配置されている。接地電極ＧＮＤ２は、平坦部１３０Ａから屈曲部１３５にまで延伸している。

　平坦部１３０Ａの放射素子１２１Ａには、給電配線１７１を介して、ＳｉＰモジュール１２５内のＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１７１は、放射素子１２１Ａの中心からＸ軸の負方向にオフセットした給電点ＳＰ１に接続される。給電配線１７１を介して放射素子１２１Ａに高周波信号を供給することによって、Ｘ軸方向を偏波方向とする電波がＺ軸の正方向に放射される。

　平坦部１３０Ｂは、平坦部１３０Ａから屈曲した屈曲部１３５に接続されており、その内側の主面１３８（Ｘ軸の負方向の面）が実装基板２０の側面２２に面するように配置される。平坦部１３０Ｂは、略矩形形状の誘電体基板に複数の切欠部１３６が形成された構成となっており、この切欠部１３６に屈曲部１３５が接続されている。言い換えると、平坦部１３０Ｂにおいて切欠部１３６が形成されていない部分には、屈曲部１３５と平坦部１３０Ｂとが接続される境界部１３４から、当該平坦部１３０Ｂに沿って平坦部１３０Ａに向かう方向（すなわち、Ｚ軸の正方向）に突出した突出部１３３が形成されている。この突出部１３３の突出端の位置は、平坦部１３０Ａの主面１３２よりもＺ軸の正方向に位置している。

　平坦部１３０Ｂの主面１３７には、平坦部１３０Ａに配置された放射素子１２１Ａに対応して、放射素子１２１Ｂが配置されている。アンテナモジュール１００においては、放射素子１２１Ｂは、突出部１３３には配置されていない。平坦部１３０Ａの法線方向から平面視した場合に、複数の放射素子１２１Ｂは、それぞれ、放射素子１２１Ａに対してＸ軸方向に並んで配置されている。

　アンテナモジュール１００の平坦部１３０Ｂは、法線方向（すなわちＸ軸方向）において２つの領域を有している。より具体的には、屈曲部１３５が接続される領域ＲＧ１（第１領域）と、当該領域ＲＧ１よりも主面１３８側の領域ＲＧ２（第２領域）とを有する。アンテナモジュール１００においては、領域ＲＧ１および領域ＲＧ２は同じ材料で一体的に形成されている。

　平坦部１３０Ａの厚み（Ｚ軸方向の寸法）は、平坦部１３０Ｂにおける領域ＲＧ１の厚み（Ｘ軸方向の寸法）よりも厚い。一方、平坦部１３０Ａの厚みは、平坦部１３０Ｂの厚み、すなわち領域ＲＧ１の厚みと領域ＲＧ２の厚みとの和よりも薄い。

　平坦部１３０Ｂにおいて、主面１３８側の内層には接地電極ＧＮＤ１が配置されている。接地電極ＧＮＤ１は、平坦部１３０Ｂ内においてＸ軸方向に延伸するビアＶＧ１によって、屈曲部１３５に配置された接地電極ＧＮＤ２に接続されている。

　平坦部１３０Ｂの放射素子１２１Ｂには、給電配線１７２を介して、ＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１７２は、ＲＦＩＣ１１０から、平坦部１３０Ａ、屈曲部１３５および平坦部１３０Ｂの誘電体の内部を通って、平坦部１３０Ｂに配置された放射素子１２１Ｂに接続される。給電配線１７２は、放射素子１２１Ｂの中心からＹ軸の負方向にオフセットした給電点ＳＰ２に接続される。給電配線１７２を介して放射素子１２１Ｂに高周波信号を供給することによって、Ｙ軸方向を偏波方向とする電波がＸ軸の正方向に放射される。

　当該アンテナモジュール１００が、たとえばスマートフォンあるいはタブレットのような略平板形状の通信機器に搭載される場合、平坦部１３０Ａはディスプレイが配置される主面に面して配置され、平坦部１３０Ｂは筐体の側面に面して配置される。このような通信機器においては、さらなる小型化および薄型化のニーズが依然として高く、さらに高機能化によって装置内部の機器密度も高くなる傾向にある。そのため、装置内部におけるアンテナモジュールの占有領域が制限される場合がある。

　上記のようなアンテナモジュール１００のＬ字形状の誘電体基板１０５は、平板形状の一体の基板において２つの平坦部１３０Ａ，１３０Ｂの境界付近を切り欠いた後に、平坦部１３０Ａに対して平坦部１３０Ｂを屈曲させることによって成形する。このとき、装置内における実装密度が高まると、実装基板２０と筐体との間の間隔が狭くなるため、平坦部１３０Ｂからの電波の放射方向（すなわち、図２および図３のＸ軸の正方向）の寸法が制限されてしまう。そのため、平坦部１３０Ｂにおいて、屈曲部１３５から放射方向の主面１３７までの寸法を切削等によって短縮することが必要となる。そうすると、平坦部１３０Ｂにおける放射素子１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ１との間の距離を十分に確保できなくなってしまうため、放射素子１２１Ｂから放射される電波の帯域幅が狭められる可能性がある。

　実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、屈曲部１３５によって生じる平坦部１３０Ａと平坦部１３０Ｂの領域ＲＧ１との間の隙間を利用して、平坦部１３０Ｂについて、領域ＲＧ２を追加して主面１３８側の寸法（すなわち図３におけるＸ軸の負方向の厚み）を増加させる。この領域ＲＧ２によって、アンテナモジュール全体のＸ軸方向の寸法を低減しながら、平坦部１３０Ｂにおける放射素子１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ１との間の距離を確保することができる。したがって、アンテナモジュール１００のような構成とすることによって、アンテナ特性の低下を抑制しつつ小型化を図ることができる。

　より具体的には、平坦部１３０Ｂにおける放射素子１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ１との間の距離ｔ２は、平坦部１３０Ａにおける放射素子１２１Ａと接地電極ＧＮＤ２との間の距離ｔ１以上となるように設定される（ｔ１≦ｔ２）。なお、平坦部１３０Ａに放射素子が配置されない場合には、平坦部１３０Ａにおける主面１３１と接地電極ＧＮＤ２との間の距離をｔ１とする。

　一方で、放射素子１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ１との間の距離ｔ２を過剰に大きくすると、かえってアンテナモジュールの全体の寸法が大きくなったり、基板内に生じる表面波の乱れによって電波のゲインが低下するおそれがある。そのため、平坦部１３０Ｂにおける放射素子１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ１との間の距離ｔ２は、平坦部１３０Ａの主面１３１からＳｉＰモジュール１２５の下面までの距離ｔ３以下に設定される（ｔ２≦ｔ３）。

　なお、誘電体基板１０５の形成方法については、たとえば、所定の厚みの平板形状の誘電体基板を準備し、平坦部１３０Ａに対応する部分の裏面側、および、平坦部１３０Ｂに対応する部分の表面側を切削等により削除して、屈曲させてもよい。あるいは、平坦部１３０Ａに対応する部分については上面側の誘電体層の積層数を増加させるとともに、平坦部１３０Ｂに対応する部分については下面側の誘電体層の積層数を増加させた部材を準備して屈曲させてもよい。

　また、接地電極ＧＮＤ１および接地電極ＧＮＤ２が基板表面に露出している場合には、平坦部１３０Ｂ内のビアＶＧ１に代えて、領域ＲＧ２の側面に形成したスパッタシールドによって、接地電極ＧＮＤ１と接地電極ＧＮＤ２とを接続してもよい。

　実施の形態１における「放射素子１２１Ｂ」および「放射素子１２１Ａ」は、本開示における「第１放射素子」および「第２放射素子」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「接地電極ＧＮＤ１」および「接地電極ＧＮＤ２」は、本開示における「第１接地電極」および「第２接地電極」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「主面１３１」および「主面１３２」は、本開示における第１平坦部の「第１主面」および「第２主面」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「主面１３７」および「主面１３８」は、本開示における第２平坦部の「第１主面」および「第２主面」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「ビアＶＧ１」は、本開示における「第１ビア」に対応する。実施の形態１における「ＳｉＰモジュール１２５」は、本開示における「給電回路」に対応する。

　［実施の形態２］
　実施の形態１においては、平坦部１３０Ｂの領域ＲＧ２が、領域ＲＧ１と同一部材で一体的に形成される構成について説明した。実施の形態２においては、領域ＲＧ１とは別個の部材として領域ＲＧ２を形成し、領域ＲＧ１に領域ＲＧ２を取り付ける構成について説明する。

　図４は、実施の形態２に従うアンテナモジュール１００Ａの側面透過図である。アンテナモジュール１００Ａにおいては、誘電体基板１０５の平坦部１３０Ｂには、上記の領域ＲＧ１の部分のみが含まれる。そして、領域ＲＧ１のＸ軸の負方向の主面に、独立した部材で形成された誘電体基板１９０が領域ＲＧ２として取り付けられている。平坦部１３０Ｂは、はんだあるいは導電性接着剤などを用いて誘電体基板１９０に取付けられる。なお、図４におけるその他の構成は、基本的には図３で示したアンテナモジュール１００と同様であり、図３と重複する要素の説明は繰り返さない。

　図４を参照して、誘電体基板１９０は、誘電体基板１０５と同様に、セラミックスあるいは樹脂により形成された単層基板あるいは多層基板である。誘電体基板１９０は平板形状を有しており、内部の特定の誘電体層の全面にわたって、接地電極ＧＮＤ１が配置されている。実施の形態１のアンテナモジュール１００と同様に、接地電極ＧＮＤ１は、平坦部１３０Ａから屈曲部１３５まで延伸する接地電極ＧＮＤ２と、ビアＶＧ１によって接続されている。

　誘電体基板１９０は、たとえば図５に示されるような略矩形形状を有しており、平坦部１３０Ｂの各突出部１３３に対応して配置されている。すなわち、誘電体基板１９０は、２つの屈曲部１３５の間の部分に配置されており、平坦部１３０Ｂの切欠部１３６に対応する部分には配置されていない。誘電体基板１９０のＺ軸の正方向の端部は、平坦部１３０Ａと重なる位置まで延在している。

　また、アンテナモジュール１００Ａにおいては、放射素子１２１Ｂの少なくとも一部が、平坦部１３０Ｂにおける突出部１３３と重なるように配置されている。すなわち、実施の形態１のアンテナモジュール１００と比較すると、放射素子１２１Ｂは、平坦部１３０ＢにおいてＺ軸の正方向にオフセットした位置に配置されている。なお、これに伴って、平坦部１３０ＢのＺ軸方向の寸法がアンテナモジュール１００に比べて短くなっている。放射素子１２１Ｂをこのように配置することによって、アンテナモジュール全体のＺ軸方向の寸法を低減し、低背化することができる。

　なお、領域ＲＧ２として配置される基板は、図６のアンテナモジュール１００Ｂにおける誘電体基板１９０Ａのように一体構造として形成されてもよい。誘電体基板１９０Ａは、Ｘ軸方向から平面視した場合に、平坦部１３０Ｂと概略的に類似した形状を有しており、矩形形状に複数の突出部が形成された構成を有している。そして、誘電体基板１９０Ａは、誘電体基板１９０Ａの突出部が、平坦部１３０Ｂの突出部１３３にそれぞれ重なるように配置されている。

　誘電体基板１９０Ａのような一体構造とした場合、誘電体基板１９０Ａを成形する際に要求される形状精度はやや厳しくなるが、一方で誘電体基板１９０の場合と比べて接地電極ＧＮＤ１の大きさを大きくできるので、アンテナ特性が向上する。逆に、図５のように、平坦部１３０Ｂの突出部１３３に対応して複数の誘電体基板１９０を配置する構成では、誘電体基板１９０Ａの場合に比べて接地電極ＧＮＤ１が小さくアンテナ特性の向上代がやや低減されるが、各基板の形状精度はやや緩和される。

　上記のように、領域ＲＧ２の部分を個別部材として形成する構成においても、領域ＲＧ１の厚みが薄くされたとしても、平坦部１３０Ｂにおける放射素子１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ１との間の距離を確保できるため、帯域幅の低下を抑制することができる。したがって、アンテナ特性の低下を抑制しつつ小型化を図ることができる。

　なお、実施の形態２の場合には、誘電体基板１０５は一体構造ではなくてもよく、たとえば、フレキシブル基板に、平坦部１３０Ａ，１３０Ｂに対応する平板形状の誘電体基板を取り付けた構成で誘電体基板１０５を形成してもよい。

　［実施の形態３］
　実施の形態３においては、平坦部１３０Ｂの領域ＲＧ２の部分に、平坦部１３０Ａの放射素子１２１Ａ用の接地電極を配置する構成について説明する。

　図７は、実施の形態３に従うアンテナモジュール１００Ｃの側面透過図である。また、図８は、図７のアンテナモジュール１００Ｃの平面図である。

　図７および図８を参照して、アンテナモジュール１００Ｃは、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａのように、平坦部１３０Ｂとは別個の部材として形成された誘電体基板１９０Ｂが、平坦部１３０Ｂの裏面側に配置された構成を有している。誘電体基板１９０Ｂは、誘電体基板１９０のような分離構造であってもよいし、誘電体基板１９０Ａのような一体構造であってもよい。なお、図７においては、平坦部１３０Ａと平坦部１３０Ｂとを接続する屈曲部１３５のない部分の断面が示されている。

　誘電体基板１９０Ｂにおいては、基板内部の特定の誘電体層の全面にわたって接地電極ＧＮＤ１が配置されている。さらに、誘電体基板１９０Ｂにおいては、接地電極ＧＮＤ１から平坦部１３０Ａに向かう方向（すなわち、Ｘ軸の負方向）に向かって延在する接地電極ＧＮＤ３が配置されている。図８に示されるように、Ｚ軸方向から平面視した場合に、接地電極ＧＮＤ３は複数のビアＶＧ２によって構成されている。ビアＶＧ２は、少なくとも各放射素子１２１Ａに対向した位置に配置されている。

　また、図７に示されるように、ビアＶＧ２は、Ｚ軸方向における接地電極ＧＮＤ２と略同じ位置に配置されており、接地電極ＧＮＤ２には直接的には接続されていない。放射素子１２１ＡとビアＶＧ２とのＸ軸方向の距離Ｄ２は、接地電極ＧＮＤ２のＸ軸の負方向の端部と放射素子１２１ＢとのＸ軸方向の距離Ｄ１よりも短い。言い換えれば、放射素子１２１Ｂは、平坦部１３０Ａにおいて、平坦部１３０Ｂ側、すなわちＸ軸の正方向にオフセットして配置されている。

　このように、平坦部１３０Ａに対して放射素子１２１Ｂが偏波方向にオフセットして配置される場合、放射素子１２１ＡよりもＸ軸の正方向の接地電極ＧＮＤ２の面積が不足して、アンテナ特性が低下する場合がある。しかしながら、ビアＶＧ２は、接地電極ＧＮＤ１およびビアＶＧ１を介して接地電極ＧＮＤ２に接続されているため、平坦部１３０Ａの放射素子１２１Ａの接地電極としても機能する。これにより、平坦部１３０Ａ上において、放射素子１２１Ａを平坦部１３０Ｂ側にオフセットして配置した場合でも、偏波方向の接地電極の面積を確保できるので、アンテナ特性の低下を抑制することができる。また、放射素子１２１Ａを平坦部１３０Ｂ側にオフセットして配置し、接地電極ＧＮＤ２と放射素子１２１ＡとのＸ軸方向の距離Ｄ１を短くすることで、アンテナモジュール全体のＸ軸方向の寸法を短くし、さらなる小型化をすることができる。

　なお、アンテナモジュール１００Ｃにおいては、接地電極ＧＮＤ３は複数のビアＶＧ２により構成される場合について説明したが、接地電極ＧＮＤ３として平板形状の電極を採用してもよい。

　実施の形態３における「接地電極ＧＮＤ３」は、本開示における「第３接地電極」に対応する。実施の形態３における「ビアＶＧ２」は、本開示における「第２ビア」に対応する。

　［実施の形態４］
　実施の形態４においては、平坦部１３０Ｂの領域ＲＧ２の裏面側に、放熱用部材が配置された構成について説明する。

　図９は、実施の形態４に従うアンテナモジュール１００Ｄの側面透過図である。アンテナモジュール１００Ｄは、図３のアンテナモジュール１００の構成に、放熱用部材１９５が追加された構成となっている。

　図９を参照して、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、平坦部１３０Ｂの領域ＲＧ２の厚み（Ｘ軸方向の寸法）が図３に比べて厚くされており、主面１３８の全面にわたって放熱用部材１９５が配置されている。

　放熱用部材１９５は、金属などの熱伝導率が比較的高い材料で形成されている。放熱用部材１９５の一部は、ＳｉＰモジュール１２５の外周に接触している。なお、ＳｉＰモジュール１２５に、外周を覆う導電性のシールド電極１２６が配置されている場合には、放熱用部材１９５は当該シールド電極１２６に接触するように配置される。

　ＳｉＰモジュール１２５に含まれるＲＦＩＣ１１０などの回路は、回路の動作に伴って発熱することが知られている。当該発熱によって回路内の電子素子の温度が上昇すると、アンテナ特性の低下の要因になり得る。熱伝導率の高い材料で形成された放熱用部材１９５をＳｉＰモジュール１２５に接触させることによって、ＳｉＰモジュール１２５内で生じた熱を放熱用部材１９５を用いて効率的に放熱することができる。したがって、発熱に伴うＳｉＰモジュール１２５の故障を抑制することができる。

　［実施の形態５］
　実施の形態５においては、平坦部１３０Ｂにおける形状の不均一性を補正するための構成について説明する。

　図１０は、実施の形態５に従うアンテナモジュール１００Ｅの側面透過図である。また、図１１は、図１１のアンテナモジュール１００Ｅにおける平坦部１３０Ｂの平面図である。アンテナモジュール１００Ｅにおいては、平坦部１３０Ｂにおいて屈曲部１３５との接続部分に形成された切欠部１３６（凹部）が、誘電体部材１３０Ｃによって埋められている。

　誘電体部材１３０Ｃは、誘電体基板１０５と同様にセラミックスあるいは樹脂で形成された略平板形状の部材である。誘電体部材１３０ＣのＸ軸の正方向の面は、平坦部１３０Ｂの主面１３７と段差のないフラットな状態となっている。誘電体部材１３０ＣのＸ軸の負方向は、屈曲部１３５に対応した形状となっている。

　誘電体部材１３０Ｃの内部の特定の誘電体層には、全面にわたって接地電極ＧＮＤ４が配置されている。接地電極ＧＮＤ４は、図示しない接続部材によって、屈曲部１３５内の接地電極ＧＮＤ２および／または平坦部１３０Ｂ内の接地電極ＧＮＤ１に電気的に接続される。

　平坦部１３０Ｂは、屈曲部１３５との接続部分において部分的に切欠部１３６が形成されており、当該部分においては接地電極の無い状態となっている。そのため、放射素子１２１Ｂに対する接地電極の配置が不均一になっており、この不均一性によってアンテナ特性が低下し得る。

　アンテナモジュール１００Ｅにおいては、接地電極ＧＮＤ４を含む誘電体部材１３０Ｃによって切欠部１３６が埋められている。接地電極ＧＮＤ４のＸ軸方向の位置は、接地電極ＧＮＤ１のＸ軸方向の位置とは一致していないが、接地電極ＧＮＤ４を配置することによって、放射素子１２１Ｂに対する接地電極の面積が拡大し、接地電極の不均一性が緩和される。したがって、アンテナモジュール１００Ｅにおいては、誘電体部材１３０Ｃが配置されない場合と比べて、アンテナ特性を向上させることができる。

　実施の形態５における「接地電極ＧＮＤ４」は、本開示における「第４接地電極」に対応する。

　［態様］
　上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

　（第１項）一態様に係るアンテナモジュールは、誘電体基板と、第１放射素子と、第１接地電極と、第２接地電極とを備える。誘電体基板は、法線方向が互いに異なる第１平坦部および第２平坦部、ならびに、第１平坦部および第２平坦部を接続する屈曲部を含む。第１放射素子は、平板形状を有し、第１平坦部に配置されている。第１接地電極は、第１平坦部において、第１放射素子に対向して配置されている。第２接地電極は、第２平坦部に配置されている。第１平坦部および第２平坦部の各々は、互いに対向する第１主面および第２主面を有している。第１平坦部は、屈曲部が接続される第１領域と、第１領域の第２平坦部側に配置される第２領域とを含む。第１平坦部の法線方向を第１方向とし、第２平坦部の法線方向を第２方向とした場合に、第２平坦部の第２方向の寸法は、第１領域の第１方向の寸法よりも大きく、かつ、第１領域および第２領域の第１方向の寸法の和よりも小さい。

　（第２項）第１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１平坦部における第１放射素子と第１接地電極との距離は、第２平坦部の第１主面と第２接地電極との距離よりも大きい。

　（第３項）第１項または第２項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２接地電極は、第２平坦部から屈曲部を経由して第１平坦部に至る。アンテナモジュールは、第２平坦部において、第１接地電極と第２接地電極とを接続する第１ビアをさらに備える。

　（第４項）第１項～第３項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１接地電極は、第２領域に配置される。

　（第５項）第４項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１領域および第２領域は、同一部材で一体的に構成されている。

　（第６項）第４項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２領域は、第１領域とは別個の部材で構成されている。

　（第７項）第６項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１領域は、屈曲部と第１平坦部との境界部よりも、第１平坦部に沿って第２平坦部の方向へ部分的に突出した突出部を有している。屈曲部は、第１領域における突出部のない位置において第１領域と接続されている。第１放射素子の少なくとも一部は、突出部に配置されている。第２領域は、突出部にも配置されている。

　（第８項）第７項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１接地電極は、突出部にも配置されている。

　（第９項）第７項または第８項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２領域は、第２領域における第２方向の端部の位置が第２平坦部と重なる位置となるように配置されている。

　（第１０項）第９項に記載のアンテナモジュールは、第２放射素子と、第３接地電極とをさらに備える。第２放射素子は、第２平坦部において、第２接地電極に対向し、第２接地電極よりも第２平坦部の第１主面側に配置されている。第３接地電極は、第２領域において、第２接地電極から第２平坦部に向かって配置されている。

　（第１１項）第１０項に記載のアンテナモジュールにおいて、第３接地電極は、第２方向における第２接地電極の位置に配置されている。

　（第１２項）第１１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第３接地電極は、第２方向から平面視した場合に、第２放射素子に対向する少なくとも１つの第２ビアを含む。

　（第１３項）第１０項～第１２項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１方向と第２方向とは直交している。第２放射素子において、第２放射素子の中心に対して第１方向にオフセットした位置に給電点が配置されている。

　（第１４項）第１３項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２方向から平面視した場合に、第３接地電極と第２放射素子との第１方向の距離は、第２放射素子に対して第３接地電極とは反対方向における第２接地電極の端部と第２放射素子との第１方向の距離よりも短い。

　（第１５項）第６項～第１２項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２領域は、複数の部材により構成されている。

　（第１６項）第１項～第１５項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールは、第２平坦部の第２主面に実装された給電回路と、第１平坦部の第２主面に配置された放熱用部材とをさらに備える。放熱用部材は、給電回路に接触している。

　（第１７項）第１６項に記載のアンテナモジュールにおいて、給電回路は、給電回路の外周を覆うシールド電極を含む。放熱用部材は、シールド電極に接触している。

　（第１８項）第１項～第１７項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールは、第１平坦部における屈曲部との接続部分に形成された凹部に配置された誘電体部材と、誘電体部材に配置され、第２接地電極に接続された第４接地電極とをさらに備える。

　（第１９項）他の態様に係るアンテナモジュールは、誘電体基板と、第１放射素子と、第１接地電極と、第２接地電極と、誘電体部材と、第４接地電極とを備える。誘電体基板は、法線方向が互いに異なる第１平坦部および第２平坦部、ならびに、第１平坦部および第２平坦部を接続する屈曲部を含む。第１放射素子は、平板形状有し、第１平坦部に配置されている。第１接地電極は、第１平坦部において、第１放射素子に対向して配置されている。第２接地電極は、第２平坦部に配置されている。誘電体部材は、第１平坦部における屈曲部との接続部分に形成された凹部に配置されている。第４接地電極は、誘電体部材に配置され、第２接地電極に接続されている。

　（第２０項）他の態様に係る通信装置は、第１項～第１９項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールを搭載している。

　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０　通信装置、２０　実装基板、２１　表面、２２　側面、１００，１００Ａ～１００Ｅ　アンテナモジュール、１０５，１９０，１９０Ａ，１９０Ｂ　誘電体基板、１１０　ＲＦＩＣ、１１１Ａ～１１１Ｈ，１１３Ａ～１１３Ｈ，１１７Ａ，１１７Ｂ　スイッチ、１１２ＡＲ～１１２ＨＲ　ローノイズアンプ、１１２ＡＴ～１１２ＨＴ　パワーアンプ、１１４Ａ～１１４Ｈ　減衰器、１１５Ａ～１１５Ｈ　移相器、１１６Ａ，１１６Ｂ　信号合成／分配器、１１８Ａ，１１８Ｂ　ミキサ、１１９Ａ，１１９Ｂ　増幅回路、１２０　アンテナ装置、１２１Ａ，１２１Ｂ　放射素子、１２５　ＳｉＰモジュール、１２６　シールド電極、１３０Ａ，１３０Ｂ　平坦部、１３０Ｃ　誘電体部材、１３１，１３２，１３７，１３８　主面、１３３　突出部、１３４　境界部、１３５　屈曲部、１３６　切欠部、１７１，１７２　給電配線、１８０，１８５　コネクタ、１９５　放熱用部材、２００　ＢＢＩＣ、ＧＮＤ１～ＧＮＤ４　接地電極、ＲＧ１，ＲＧ２　領域、ＳＰ１，ＳＰ２　給電点、ＶＧ１，ＶＧ２　ビア。

Claims

　アンテナモジュールであって、
　法線方向が互いに異なる第１平坦部および第２平坦部、ならびに、前記第１平坦部および前記第２平坦部を接続する屈曲部を含む誘電体基板と、
　平板形状を有し、前記第１平坦部に配置された第１放射素子と、
　前記第１平坦部において、前記第１放射素子に対向して配置された第１接地電極と、
　前記第２平坦部に配置された第２接地電極とを備え、
　前記第１平坦部および前記第２平坦部の各々は、互いに対向する第１主面および第２主面を有し、
　前記第１平坦部は、
　　前記屈曲部が接続される第１領域と、
　　前記第１領域の前記第２平坦部側に配置される第２領域とを含み、
　前記第１平坦部の法線方向を第１方向とし、前記第２平坦部の法線方向を第２方向とした場合に、前記第２平坦部の前記第２方向の寸法は、前記第１領域の前記第１方向の寸法よりも大きく、かつ、前記第１領域および前記第２領域の前記第１方向の寸法の和よりも小さい、アンテナモジュール。
　前記第１平坦部における前記第１放射素子と前記第１接地電極との距離は、前記第２平坦部の第１主面と前記第２接地電極との距離よりも大きい、請求項１に記載のアンテナモジュール。
　前記第２接地電極は、前記第２平坦部から前記屈曲部を経由して前記第１平坦部に至り、
　前記アンテナモジュールは、
　　前記第２平坦部において、前記第１接地電極と前記第２接地電極とを接続する第１ビアをさらに備える、請求項１または請求項２に記載のアンテナモジュール。
　前記第１接地電極は、前記第２領域に配置される、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
　前記第１領域および前記第２領域は、同一部材で一体的に構成されている、請求項４に記載のアンテナモジュール。
　前記第２領域は、前記第１領域とは別個の部材で構成される、請求項４に記載のアンテナモジュール。
　前記第１領域は、前記屈曲部と前記第１平坦部との境界部よりも、前記第１平坦部に沿って前記第２平坦部の方向へ部分的に突出した突出部を有しており、
　前記屈曲部は、前記第１領域における前記突出部のない位置において前記第１領域と接続されており、
　前記第１放射素子の少なくとも一部は、前記突出部に配置されており、
　前記第２領域は、前記突出部にも配置されている、請求項６に記載のアンテナモジュール。
　前記第１接地電極は、前記突出部にも配置されている、請求項７に記載のアンテナモジュール。
　前記第２領域は、前記第２領域における前記第２方向の端部の位置が前記第２平坦部と重なる位置となるように配置されている、請求項７または請求項８に記載のアンテナモジュール。
　前記第２平坦部において、前記第２接地電極に対向し、前記第２接地電極よりも前記第２平坦部の第１主面側に配置された第２放射素子と、
　前記第２領域において、前記第２接地電極から前記第２平坦部に向かって配置された第３接地電極とをさらに備える、請求項９に記載のアンテナモジュール。
　前記第３接地電極は、前記第２方向における前記第２接地電極の位置に配置されている、請求項１０に記載のアンテナモジュール。
　前記第３接地電極は、前記第２方向から平面視した場合に、前記第２放射素子に対向する少なくとも１つの第２ビアを含む、請求項１１に記載のアンテナモジュール。
　前記第１方向と前記第２方向とは直交しており、
　前記第２放射素子において、前記第２放射素子の中心に対して前記第１方向にオフセットした位置に給電点が配置されている、請求項１０～請求項１２のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
　前記第２方向から平面視した場合に、前記第３接地電極と前記第２放射素子との前記第１方向の距離は、前記第２放射素子に対して前記第３接地電極とは反対方向における前記第２接地電極の端部と前記第２放射素子との前記第１方向の距離よりも短い、請求項１３に記載のアンテナモジュール。
　前記第２領域は、複数の部材により構成されている、請求項６～請求項１２のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
　前記第２平坦部の第２主面に実装された給電回路と、
　前記第１平坦部の第２主面に配置された放熱用部材とをさらに備え、
　前記放熱用部材は、前記給電回路に接触している、請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
　前記給電回路は、前記給電回路の外周を覆うシールド電極を含み、
　前記放熱用部材は、前記シールド電極に接触している、請求項１６に記載のアンテナモジュール。
　前記第１平坦部における前記屈曲部との接続部分に形成された凹部に配置された誘電体部材と、
　前記誘電体部材に配置され、前記第２接地電極に接続された第４接地電極とをさらに備える、請求項１～請求項１７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
　アンテナモジュールであって、
　法線方向が互いに異なる第１平坦部および第２平坦部、ならびに、前記第１平坦部および前記第２平坦部を接続する屈曲部を含む誘電体基板と、
　平板形状有し、前記第１平坦部に配置された第１放射素子と、
　前記第１平坦部において、前記第１放射素子に対向して配置された第１接地電極と、
　前記第２平坦部に配置された第２接地電極と、
　前記第１平坦部における前記屈曲部との接続部分に形成された凹部に配置された誘電体部材と、
　前記誘電体部材に配置され、前記第２接地電極に接続された第４接地電極とを備える、アンテナモジュール。
　請求項１～請求項１９のいずれか１項に記載のアンテナモジュールを搭載した、通信装置。