特開 2021-175159 アンテナモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-175159(P2021-175159A)

(43)【公開日】2021年11月1日

(54)【発明の名称】アンテナモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/06 20060101AFI20211004BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20211004BHJP

   H01P 1/207 20060101ALI20211004BHJP

   H01P 7/06 20060101ALI20211004BHJP

   H01P 3/12 20060101ALI20211004BHJP

【ＦＩ】

   H01Q21/06

   H01Q13/08

   H01P1/207 B

   H01P7/06

   H01P3/12 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-80603(P2020-80603)

(22)【出願日】2020年4月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】北條 皓也

(72)【発明者】

【氏名】松田 隆志

(72)【発明者】

【氏名】小林 一彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 良夫

(72)【発明者】

【氏名】松本 一宏

【テーマコード（参考）】

5J006

5J014

5J021

5J045

【Ｆターム（参考）】

5J006HC01

5J006LA21

5J006NA06

5J014DA03

5J021AA05

5J021AA09

5J021CA02

5J021HA01

5J021JA08

5J045DA10

5J045LA04

5J045NA01

(57)【要約】

【課題】小型化したアンテナモジュールを提供する。
【解決手段】アンテナモジュールは、第１開口を有する第１導電体層２２と、第１導電体層上に設けられた第１誘電体層１２と、第１誘電体層上に設けられ、第２開口を有する第２導電体層２４と、第２導電体層上に設けられた第２誘電体層１８と、第１誘電体層を貫通する複数の第１導電体ポスト、第１導電体層および第２導電体層により囲まれた第１誘電体層により形成され、第１開口および第２開口に平面視において重なる共振器を各々備え、平面方向に複数設けられたフィルタと、少なくとも一部が前記複数のフィルタのうち対応するフィルタの共振器の少なくとも一部に平面視において重なり、対応するフィルタ以外のフィルタの共振器に平面視において重ならず、対応するフィルタの第２開口に高周波的に接続され、第２誘電体層上に平面方向に複数設けられた放射素子とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１開口を有する第１導電体層と、
前記第１導電体層上に設けられた第１誘電体層と、
前記第１誘電体層上に設けられ、第２開口を有する第２導電体層と、
前記第２導電体層上に設けられた第２誘電体層と、
前記第１誘電体層を貫通する複数の第１導電体ポスト、前記第１導電体層および前記第２導電体層により囲まれた第１誘電体層により形成され、前記第１開口および前記第２開口に平面視において重なる共振器を各々備え、平面方向に複数設けられたフィルタと、
少なくとも一部が前記複数のフィルタのうち対応するフィルタの共振器の少なくとも一部に平面視において重なり、前記対応するフィルタ以外のフィルタの共振器に平面視において重ならず、前記対応するフィルタの第２開口に高周波的に接続され、前記第２誘電体層上の平面方向に複数設けられた放射素子と、
を備えるアンテナモジュール。

【請求項2】

前記フィルタは、前記第１開口に入力した高周波信号を濾過し前記第２開口に出力する、および／または、前記第２開口に入力した高周波信号を濾過し前記第１開口に出力する請求項１に記載のアンテナモジュール。

【請求項3】

前記第２誘電体層を貫通し、前記対応するフィルタの第２開口に高周波的に接続され、前記放射素子に直接接続された第２導電体ポストを備える請求項１または２に記載のアンテナモジュール。

【請求項4】

前記第２導電体層と前記第２誘電体層との間に導電体層および誘電体層は設けられておらず、
前記第２開口は前記放射素子に平面視において重なり、
前記第２導電体ポストは前記第２開口に平面視において重なる請求項３に記載のアンテナモジュール。

【請求項5】

前記第２導電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第３誘電体層と、
前記第３誘電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第３導電体層と、
前記第３誘電体層を貫通する複数の第３導電体ポストの一部、前記第２導電体層および前記第３導電体層により囲まれた第３誘電体層により形成され、前記複数の放射素子のうち対応する放射素子と前記対応するフィルタの共振器との間に高周波的に接続された第１導波路と、前記複数の第３導電体ポストの一部、前記第２導電体層および前記第３導電体層により囲まれた第３誘電体層により形成され、前記第１導波路と電磁界結合する第２導波路と、を各々備え、前記第１導波路および前記第２導波路の少なくとも一部は前記対応するフィルタの共振器の少なくとも一部に平面視において重なり、前記対応するフィルタ以外のフィルタの共振器に平面視において重ならない、平面方向に複数設けられたカップラと、
を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。

【請求項6】

前記第２開口は、前記第１導波路に平面視において重なる請求項５に記載のアンテナモジュール。

【請求項7】

前記第３導電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第４誘電体層と、
前記第４誘電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第４導電体層と、
前記第４誘電体層を貫通する複数の第４導電体ポスト、前記第３導電体層および前記第４導電体層により囲まれた第４誘電体層により形成され、前記対応する放射素子と前記複数のカップラのうち対応するカップラの前記第１導波路との間に高周波的に接続され、平面方向に複数設けられた第３導波路と、
を備える請求項６に記載のアンテナモジュール。

【請求項8】

前記第４導電体層と前記第２誘電体層との間に導電体層および誘電体層は設けられておらず、
前記第３導電体層は、前記第１導波路および前記第３導波路に平面視において重なる第３開口を有し、
前記第４導電体層は前記対応する放射素子および前記第３導波路に平面視において重なる第４開口を有し、
前記対応する放射素子は平面視において前記第４開口と重なる請求項７に記載のアンテナモジュール。

【請求項9】

前記第２導電体層は、前記第２導波路に平面視において重なる複数の第５開口を有する請求項５から８のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。

【請求項10】

前記第１導波路と前記第２導波路とが電磁界結合する結合部における前記第２導電体ポストの間隔は、結合部以外における前記第２導電体ポストの間隔より広い請求項５から９のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアンテナモジュールに関し、例えば複数の放射素子を有するアンテナモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

誘電体層上に平面上の複数の放射素子を配置したアレイアンテナが知られている。アレイアンテナを用いビームフォーミングすることで例えばミリ波等の高周波信号に指向性を持たせることができる。複数の放射素子に複数のＳＩＷ（Substrate Integrated Waveguide）をそれぞれ積層することが知られている（例えば非特許文献１）。共振器部を有する共振器アンテナが知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−６０１０４号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】IEICE TRANS. ELECTRON., VOL. E100-C, NO. 12 pp. 1097-1107

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の放射素子とフィルタとを積層することで、アンテナモジュールを小型化できる。しかしながら、非特許文献１のようにフィルタに入出力する電磁波が伝送する伝送路がフィルタ間に設けられていると、伝送路がフィルタおよび／または放射素子と干渉する。この干渉を抑制しようとすると、アンテナモジュールが大型化する。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり小型化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、第１開口を有する第１導電体層と、前記第１導電体層上に設けられた第１誘電体層と、前記第１誘電体層上に設けられ、第２開口を有する第２導電体層と、前記第２導電体層上に設けられた第２誘電体層と、前記第１誘電体層を貫通する複数の第１導電体ポスト、前記第１導電体層および前記第２導電体層により囲まれた第１誘電体層により形成され、前記第１開口および前記第２開口に平面視において重なる共振器を各々備え、平面方向に複数設けられたフィルタと、少なくとも一部が前記複数のフィルタのうち対応するフィルタの共振器の少なくとも一部に平面視において重なり、前記対応するフィルタ以外のフィルタの共振器に平面視において重ならず、前記対応するフィルタの第２開口に高周波的に接続され、前記第２誘電体層上の平面方向に複数設けられた放射素子と、を備えるアンテナモジュールである。

【0008】

上記構成において、前記フィルタは、前記第１開口に入力した高周波信号を濾過し前記第２開口に出力する、および／または、前記第２開口に入力した高周波信号を濾過し前記第１開口に出力する構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記第２誘電体層を貫通し、前記対応するフィルタの第２開口に高周波的に接続され、前記放射素子に直接接続された第２導電体ポストを備える構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記第２導電体層と前記第２誘電体層との間に導電体層および誘電体層は設けられておらず、前記第２開口は前記放射素子に平面視において重なり、前記第２導電体ポストは前記第２開口に平面視において構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記第２導電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第３誘電体層と、前記第３誘電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第３導電体層と、前記第３誘電体層を貫通する複数の第３導電体ポストの一部、前記第２導電体層および前記第３導電体層により囲まれた第３誘電体層により形成され、前記複数の放射素子のうち対応する放射素子と前記対応するフィルタの共振器との間に高周波的に接続された第１導波路と、前記複数の第３導電体ポストの一部、前記第２導電体層および前記第３導電体層により囲まれた第３誘電体層により形成され、前記第１導波路と電磁界結合する第２導波路と、を各々備え、前記第１導波路および前記第２導波路の少なくとも一部は前記対応するフィルタの共振器の少なくとも一部に平面視において重なり、前記対応するフィルタ以外のフィルタの共振器に平面視において重ならない、平面方向に複数設けられたカップラと、を備える構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記第２開口は、前記第１導波路に平面視において重なる構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記第３導電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第４誘電体層と、前記第４誘電体層と前記第２誘電体層との間に設けられた第４導電体層と、前記第４誘電体層を貫通する複数の第４導電体ポスト、前記第３導電体層および前記第４導電体層により囲まれた第４誘電体層により形成され、前記対応する放射素子と前記複数のカップラのうち対応するカップラの前記第１導波路との間に高周波的に接続され、平面方向に複数設けられた第３導波路と、を備える構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記第４導電体層と前記第２誘電体層との間に導電体層および誘電体層は設けられておらず、前記第３導電体層は、前記第１導波路および前記第３導波路に平面視において重なる第３開口を有し、前記第４導電体層は前記対応する放射素子および前記第３導波路に平面視において重なる第４開口を有し、前記対応する放射素子は平面視において前記第４開口と重なる構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記第２導電体層は、前記第２導波路に平面視において重なる複数の第５開口を有する構成とすることができる。

【0016】

上記構成において、前記第１導波路と前記第２導波路とが電磁界結合する結合部における前記第２導電体ポストの間隔は、結合部以外における前記第２導電体ポストの間隔より広い構成とすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施例１に係るアンテナモジュールの解体斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、実施例１に係るアンテナモジュールの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図3】図３は、実施例１におけるアンテナ素子の解体斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、実施例１におけるアンテナ素子の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図5】図５は、実施例１におけるフィルタの解体斜視図である。

【図6】図６（ａ）は、実施例１におけるフィルタの平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図7】図７は、実施例２に係るアンテナモジュールの解体斜視図である。

【図8】図８は、実施例２におけるアンテナ素子の解体斜視図である。

【図9】図９（ａ）は、実施例２におけるアンテナ素子の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図10】図１０は、実施例２におけるアンテナ給電層の解体斜視図である。

【図11】図１１（ａ）は、実施例２におけるアンテナ給電層の平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図12】図１２は、実施例２におけるカップラの解体斜視図である。

【図13】図１３（ａ）は、実施例２におけるカップラの平面図、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、それぞれ図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【図14】図１４は、実施例２におけるフィルタの解体斜視図である。

【図15】図１５（ａ）は、実施例２におけるフィルタの平面図、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）は、それぞれ図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0020】

図１は、実施例１に係るアンテナモジュールの解体斜視図である。図２（ａ）は、実施例１に係るアンテナモジュールの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。積層方向をＺ方向、平面方向のうち複数の導電体層２０の配列方向をＸ方向およびＹ方向とする。

【0021】

図１から図２（ｂ）に示すように、導電体層２２上に誘電体層１２が設けられ、誘電体層１２上に導電体層２４が設けられ、導電体層２４上に誘電体層１８が設けられている。誘電体層１８上に放射素子として複数の導電体層２０が設けられている。導電体層２０は誘電体層１８上の平面方向に複数設けられている。導電体層２０はＸ方向およびＹ方向にマトリックス状に配列されている。

【0022】

平板状の導電体層２０の平面形状は例えば略正方形である。誘電体層１８内の高周波信号の誘電体層１８における波長をλとしたとき、導電体層２０の幅Ｗ１は例えば略λ／２である。幅Ｗ１は３λ／８以上かつ５λ／８以下であることが好ましい。アンテナモジュールをビームフォーミングに用いる場合、グレーティンググローブ（横方向の強い放射）を抑制するため、誘電体層１８の誘電率をεｒとしたとき、導電体層２０の中心の周期Ｐ１は√εｒ×λ以下が好ましく、０．６√εｒ×λ以下がより好ましく、０．５３６√εｒ×λ以下がさらに好ましい。導電体層２０の平面形状は長方形状または円形状等適宜設定できる。

【0023】

複数の導電体層２０に対応しそれぞれ複数のユニット５０が設けられている。各ユニット５０はアンテナ素子５８およびフィルタ５２を含む。アンテナ素子５８は、誘電体層１８および導電体層２０を含む。フィルタ５２は導電体層２２、誘電体層１２および導電体層２４を含む。

【0024】

図３は、実施例１におけるアンテナ素子の解体斜視図である。図４（ａ）は、実施例１におけるアンテナ素子の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【0025】

図３から図４（ｂ）に示すように、アンテナ素子５８では、フィルタ５２の導電体層２４上に誘電体層１８が設けられ、誘電体層１８上に導電体層２０が設けられている。導電体ポスト３８は誘電体層１８を貫通する。導電体ポスト３８の上端は導電体層２０に直接接続する。導電体層２４には開口２３が設けられている。導電体ポスト３８の下端は開口２３に露出する。導電体ポスト３８は導電体層２４から離れている。導電体層２４には例えばグランド電位等の基準電位が供給される。導電体ポスト３８は、導電体層２０のほぼ中心に接続されているが、導電体層２０の端部に接続されていてもよい。

【0026】

フィルタ５２から開口２３を介し導電体ポスト３８に入力した高周波信号は導電体ポスト３８を伝送し導電体層２０から放射される。導電体層２０に入射した高周波信号は導電体ポスト３８を伝送し開口２３を介しフィルタ５２に出力される。

【0027】

図５は、実施例１におけるフィルタの解体斜視図である。図６（ａ）は、実施例１におけるフィルタの平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【0028】

図５から図６（ｂ）に示すように、フィルタ５２では、導電体層２２上に誘電体層１２が設けられ、誘電体層１２上に導電体層２４が設けられている。複数の導電体ポスト３２は誘電体層１２を貫通する。導電体ポスト３２の上端は導電体層２４に直接接続し、下端は導電体層２２に直接接続する。導電体層２２、２４および導電体ポスト３２に囲まれた誘電体層１２は共振器４０を形成する。このように、フィルタ５２はＳＩＷフィルタである。導電体層２２および２４にはそれぞれ開口２１および２３が設けられている。開口２１および２３は平面視において共振器４０に重なる。開口２１および２３は、共振器４０のほぼ中心に重なるが、開口２１および２３は、共振器４０の端部に重なってもよい。開口２１と２３は平面視において重なってもよいが重ならなくてもよい。導電体層２２、２４および導電体ポスト３２には例えばグランド電位等の基準電位が供給される。

【0029】

フィルタ５２は、開口２１を介し共振器４０に入力した高周波信号のうち共振器４０の共振周波数およびその近傍の周波数を有する信号を開口２３からアンテナ素子５８に出力し、その他の周波数の信号を抑圧する。フィルタ５２は、開口２３を介しアンテナ素子５８から共振器４０に入力した高周波信号のうち共振器４０の共振周波数およびその近傍の周波数を有する信号を開口２１から出力し、その他の周波数の信号を抑圧する。

【0030】

共振器４０の幅Ｗ４は共振器４０の対向する辺に位置する導電体ポスト３２の内側の間隔に相当する。幅Ｗ４は例えば共振周波数の誘電体層１２内の波長をλとしたとき、略λ／２である。隣接する導電体ポスト３２の内側の間隔Ｄ２はλ／８以下が好ましく、λ／１６以下がより好ましい。これにより、高周波信号が導電体ポスト３２の間を介し共振器４０から外部に漏洩することを抑制できる。

【0031】

導電体層２０が出射および／または入射する高周波信号は、例えばマイクロ波またはミリ波であり、高周波信号の周波数は例えば１０ＧＨｚから１００ＧＨｚであり、例えば２８ＧＨｚである。

【0032】

実施例１によれば、図１から図２（ｂ）のように、フィルタ５２および導電体層２０（放射素子）は平面方向に複数設けられている。図５から図６（ｂ）のように、フィルタ５２は共振器４０を各々備える。共振器４０は、複数の導電体ポスト３２（第１導電体ポスト）、導電体層２２（第１導電体層）および導電体層２４（第２導電体層）により囲まれた誘電体層１２（第１誘電体層）により形成される。図３から図４（ｂ）のように、誘電体層１８（第２誘電体層）上に設けられた導電体層２０は、少なくとも一部が複数のフィルタ５２のうち対応するフィルタ５２の共振器４０の少なくとも一部に平面視において重なり、対応するフィルタ以外のフィルタの共振器４０に平面視において重ならない。

【0033】

これにより、複数のフィルタ５２と複数のアンテナ素子５８をそれぞれＺ方向に積層できるため、アンテナモジュールを小型化できる。

【0034】

非特許文献１では、高周波信号はＳＩＷフィルタに、ＳＩＷフィルタ間に設けられた伝送路を介し入出力される。このため、伝送路とＳＩＷフィルタおよび放射素子との干渉が生じる。干渉を抑制するためには、ＳＩＷフィルタの間隔を広げることになり、アンテナモジュールが大型化する。

【0035】

共振器４０は、開口２１（第１開口）および開口２３（第２開口）に平面視において重なる。導電体層２０は、対応するフィルタの開口２３に高周波的に接続されている。

【0036】

これにより、高周波信号はフィルタ５２にＺ方向から入出力する。よって、隣接するユニット５０間の高周波信号の干渉を抑制できる。このため、ユニット５０の間隔を小さくできるため、アンテナモジュールの小型化が可能となる。

【0037】

フィルタ５２は、開口２１に入力した高周波信号を濾過し開口２３に出力する、および／または、開口２３に入力した高周波信号を濾過し開口２１に出力する。これにより、フィルタ５２に入出力する高周波信号が隣接するユニット５０に干渉することを抑制できる。

【0038】

図３から図４（ｂ）のように、導電体ポスト３８（第２導電体ポスト）は、対応するフィルタの開口２３に高周波的に接続され、導電体層２０に直接接続されている。これにより、導電体ポスト３８を介し導電体層２０に高周波信号を入力または出力させることができる。

【0039】

導電体層２４と誘電体層１８との間に他の導電体層および誘電体層は設けられておらず、開口２３は導電体層２０に平面視において重なり、導電体ポスト３８は平面視において開口２３と重なる。これにより、高周波信号はアンテナ素子５８にＺ方向から入出力する。よって、高周波信号が隣接するユニット５０に干渉することを抑制できる。導電体ポスト３８は開口２１とも重なっていてもよい。その場合、高周波信号の伝搬する経路が平面方向に延伸されることを抑制し、高周波信号の損失を少なくすることができる。

【実施例2】

【0040】

図７は、実施例２に係るアンテナモジュールの解体斜視図である。図７に示すように、導電体層２２上に誘電体層１２が設けられ、誘電体層１２上に導電体層２４が設けられ、導電体層２４上に誘電体層１４が設けられ、誘電体層１４上に導電体層２６が設けられ、導電体層２６上に誘電体層１６が設けられ、誘電体層１６上に導電体層２８が設けられ、誘電体層１８上に複数の導電体層２０が設けられている。

【0041】

複数の導電体層２０に対応しそれぞれ複数のユニット５０が設けられている。各ユニット５０はアンテナ素子５８、アンテナ給電層５６、カップラ５４およびフィルタ５２を含む。アンテナ素子５８は、誘電体層１８および導電体層２０を含む。アンテナ給電層５６は、導電体層２６、誘電体層１６および導電体層２８を含む。カップラ５４は、導電体層２４、誘電体層１４および導電体層２６を含む。フィルタ５２は導電体層２２、誘電体層１２および導電体層２４を含む。その他の構成は実施例１の図１から図２（ｂ）と同じであり説明を省略する。

【0042】

図８は、実施例２におけるアンテナ素子の解体斜視図である。図９（ａ）は、実施例２におけるアンテナ素子の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【0043】

図８から図９（ｂ）に示すように、実施例２のアンテナ素子５８では、アンテナ給電層５６の導電体層２８上に誘電体層１８が設けられている。導電体層２８に開口２７が設けられている。導電体ポスト３８の上端は導電体層２０の端部に直接接続する。導電体ポスト３８の下端は開口２７に露出する。導電体ポスト３８は導電体層２８から離れている。導電体層２８には例えばグランド電位等の基準電位が供給される。その他の構成は、実施例１の図３から図４（ｂ）のアンテナ素子と同じであり説明を省略する。

【0044】

図１０は、実施例２におけるアンテナ給電層の解体斜視図である。図１１（ａ）は、実施例２におけるアンテナ給電層の平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【0045】

図１０から図１１（ｂ）に示すように、アンテナ給電層５６では、導電体層２６上に誘電体層１６が設けられ、誘電体層１６上に導電体層２８が設けられている。複数の導電体ポスト３６は誘電体層１６を貫通する。導電体ポスト３６の上端は導電体層２８に直接接続し、下端は導電体層２６に直接接続する。導電体層２６、２８および導電体ポスト３６に囲まれた誘電体層１６は導波路４６を形成する。導波路４６の平面形状は略長方形であり、長辺はＸ方向に延伸し短辺はＹ方向に延伸する。

【0046】

導電体層２６および２８にはそれぞれ開口２５および２７が設けられている。開口２５および２７は平面視において導波路４６に重なる。開口２５は導波路４６の−Ｘ側の端部に重なり、開口２７は導波路４６の＋Ｘ側の端部に重なる。導電体層２６、２８および導電体ポスト３６には例えばグランド電位等の基準電位が供給される。

【0047】

導波路４６は、開口２５に入力した高周波信号を開口２７に伝送し開口２７からアンテナ素子５８に出力する、および／または、開口２７にアンテナ素子５８から入力した高周波信号を開口２５に伝送し開口２５から出力する。

【0048】

導波路４６のＹ方向の幅Ｗ５は導波路４６の遮断周波数が高周波信号の周波数ｆ以上となるように設定する。例えば、誘電体層１６の誘電率をεｒ、光速をｃとすると、Ｗ５≦ｃ／（２×ｆ×√εｒ）とすることが好ましい。これにより、導波路４６を伝搬する高周波信号の損失が小さくなる。隣接する導電体ポスト３６の内側の間隔Ｄ２はλ／８以下が好ましく、λ／１６以下がより好ましい。これにより、高周波信号の導波路４６外への漏洩を抑制できる。

【0049】

図１２は、実施例２におけるカップラの解体斜視図である。図１３（ａ）は、実施例２におけるカップラの平面図、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、それぞれ図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【0050】

図１２から図１３（ｂ）に示すように、カップラ５４では、導電体層２４上に誘電体層１４が設けられ、誘電体層１４上に導電体層２６が設けられている。複数の導電体ポスト３４は誘電体層１４を貫通する。導電体ポスト３４の上端は導電体層２６に直接接続し、下端は導電体層２４に直接接続する。導電体層２４、２６および導電体ポスト３４に囲まれた誘電体層１４は導波路４２および４４を形成する。導波路４２および４４の平面形状は略長方形であり、長辺はＹ方向に延伸し短辺はＸ方向に延伸する。導波路４２と４４とはＸ方向に配置されている。

【0051】

導電体層２４にはそれぞれ開口２３、２３ａおよび２３ｂが設けられ、導電体層２６には開口２５が設けられている。開口２３および２５は平面視において導波路４２に重なる。開口２３は導波路４２の＋Ｙ側の端部に重なり、開口２５は導波路の−Ｙ側の端部に重なる。開口２３ａおよび２３ｂは平面視において導波路４４に重なる。開口２３ａは導波路４２の−Ｙ側の端部に重なり、開口２３ｂは導波路の＋Ｙ側の端部に重なる。導波路４２と４４の間には複数の導電体ポスト３４が設けられている。導波路４２と４４の間には導電体ポスト３４が設けられていない結合部４３が設けられている。結合部４３は複数あってもよい。導電体層２４、２６および導電体ポスト３４には例えばグランド電位等の基準電位が供給される。

【0052】

導波路４２は、開口２３にフィルタ５２から入力した高周波信号を開口２５に伝送し開口２５からアンテナ給電層５６に出力する、および／または、開口２５にアンテナ給電層５６から入力した高周波信号を開口２３ａに伝送し開口２３からフィルタ５２に出力する。

【0053】

開口２３ａおよび２３ｂのいずれか一方は基準インピーダンス（例えば５０Ω）に終端されている。導波路４２と４４とは結合部４３において電磁界結合されている。導波路４２を伝搬する高周波信号の一部は結合部４３を介し導波路４４に漏洩する。漏洩した高周波信号は導波路４４を伝搬し、終端されていない開口２３ａおよび２３ｂの他方から出力される。

【0054】

このように、カップラ５４は、導波路４２を伝搬する導電体層２０から出射および／または入射される高周波信号の一部を分波し、開口２３ａおよび２３ｂの他方から出力させる。

【0055】

導波路４２および４４のＸ方向の幅Ｗ５は、例えば誘電体層１４の誘電率をεｒとすると、Ｗ５≦ｃ／（２×ｆ×√εｒ）とすることが好ましい。これにより、導波路４２および４４を伝搬する高周波信号の損失が小さくなる。隣接する導電体ポスト３６の内側の間隔Ｄ２はλ／８以下が好ましく、λ／１６以下がより好ましい。これにより、高周波信号の導波路４２および４４外への漏洩を抑制できる。

【0056】

導波路４２と４４とを電磁界的に結合させるため、結合部４３における導電体ポスト３６の内側の間隔Ｄ３は、間隔Ｄ２より広いことが好ましい。間隔Ｄ３は間隔Ｄ２の１．５倍以上が好ましく、２倍以上がより好ましい。間隔Ｄ３は間隔Ｄ２の５倍以下が好ましい。間隔Ｄ３は、λ／８以上が好ましく、３λ／１６以上がより好ましい。導波路４２と４４との結合が大きすぎると、導波路４４の漏洩する高周波信号が大きくなり、導波路４２における損失が大きくなる。よって、間隔Ｄ３は、λ／４以下が好ましい。

【0057】

図１４は、実施例２におけるフィルタの解体斜視図である。図１５（ａ）は、実施例２におけるフィルタの平面図、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）は、それぞれ図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【0058】

図１４から図１５（ｂ）に示すように、実施例２のフィルタ５２では、共振器４０の外の導電体層２２に開口２１、２１ａおよび２１ｂが設けられ、共振器４０の外の導電体層２４に開口２３、２３ａおよび２３ｂが設けられている。誘電体層１２を貫通する導電体ポスト３２ａおよび３２ｂが設けられている。導電体ポスト３２ａの下端および上端はそれぞれ開口２１ａおよび２３ａに露出する。導電体ポスト３２ｂの下端および上端はそれぞれ開口２１ｂおよび２３ｂに露出する。導電体層２２、２４および導電体ポスト３２には例えばグランド電位等の基準電位が供給される。

【0059】

導電体ポスト３２ａは、開口２１ａと２３ａとの間を接続し、導電体ポスト３２ｂは、開口２１ｂと２３ｂとの間を接続する。これにより、カップラ５４が出力する高周波信号は開口２１ａおよび２１ｂのうち終端されていない他方から出力される。その他の構成は実施例１の図５から図６（ｂ）と同じであり説明を省略する。

【0060】

実施例２によれば、図７のように、カップラ５４は平面方向に複数設けられている。図１２から図１３（ｂ）のように、導波路４２（第１導波路）は、複数の導電体ポスト３４（第３導電体ポスト）の一部、導電体層２４（第２導電体層）および導電体層２６（第３導電体層）により囲まれた誘電体層１４（第３誘電体層）により形成され、導電体層２０と共振器４０との間に高周波的に接続されている。導波路４４（第２導波路）は、複数の導電体ポスト３４の一部、導電体層２４および２６により囲まれた誘電体層１４により形成され、導波路４２と電磁界結合する。これにより、導波路４２と４４からカップラ５４を形成できる。

【0061】

導波路４２および４４の少なくとも一部は対応するフィルタ５２の共振器４０の少なくとも一部に平面視において重なり、対応するフィルタ以外のフィルタの共振器に平面視において重ならない。これにより、カップラ５４をフィルタ５２に積層することができる。よって、アンテナモジュールを小型化できる。

【0062】

結合部４３における導電体ポスト３４の間隔Ｄ３は、結合部４３以外における導電体ポスト３４の間隔Ｄ２より広い。これにより、結合部４３において導波路４２と４４とが電磁界結合することができる。

【0063】

開口２３は、導波路４２に平面視において重なることで、共振器４０と導波路４２が接続される。

【0064】

導電体層２４は、導波路４４に平面視において重なる複数の開口２３ａおよび２３ｂ（第５開口）を有する。これにより、導波路４４を外部と接続することができる。

【0065】

図７のように、アンテナ給電層５６は平面方向に複数設けられている。導電体層２８と誘電体層１８との間に導電体層および誘電体層は設けられていない。図１０から図１１（ｂ）のように、導波路４６（第３導波路）は、複数の導電体ポスト３６（第４導電体ポスト）、導電体層２６および導電体層２８（第４導電体層）により囲まれた誘電体層１６（第４誘電体層）により形成され、導電体層２０と対応するカップラ５４の導波路４２との間に高周波的に接続される。導電体層２６は、導波路４２および４６に平面視において重なる開口２５（第３開口）を有する。導電体層２８は導電体層２０および導波路４６に平面視において重なる開口２７（第４開口）を有する。導電体層２０は平面視において開口２７と重なる。

【0066】

これにより、開口２５と導電体ポスト３８とが平面視において重ならない場合であっても、導波路４６により、導波路４２と導電体ポスト３８とを接続することができる。

【0067】

実施例１および２において、誘電体層１２、１４、１６および１８としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂またはシリカガラスを用いることができる。導電体層２０、２２、２４、２６、２８、導電体ポスト３２、３２ａ、３２ｂおよび３８としては例えば、例えば銅、金、銀またはアルミニウムを主成分とする金属材料を用いることができる。

【0068】

開口２１、２１ａ、２１ｂ、２３、２３ａ、２３ｂ、２５および２７の最大幅Ｗ２は例えば３ｍｍである。導電体ポスト３２、３２ａ、３２ｂおよび３８の最大幅Ｗ３は例えば０．６ｍｍである。開口２１、２１ａ、２１ｂ、２３、２３ａ、２３ｂ、２５および２７並びに導電体ポスト３２、３２ａ、３２ｂおよび３８の平面形状は例えば円形状であるが、これらの平面形状は多角形状等適宜設定できる。誘電体層１２、１４、１６および１８の厚さＴ１は例えば０．１ｍｍから１ｍｍである。導電体層２０、２２、２４、２６および２８の厚さＴ２は例えば１０μｍから１００μｍである。

【0069】

誘電体層１２、１４、１６および１８の厚さおよび誘電率は、フィルタ５２、カップラ５４、アンテナ給電層５６およびアンテナ素子５８の特性および大きさを考慮し、設定することができる。誘電体層１２、１４、１６および１８の厚さは互いに同じでもよいし異なっていてもよい。誘電体層１２、１４、１６および１８の誘電率は互いに同じでもよいし異なっていてもよい。

【0070】

例えば、誘電体層１２および１４の誘電率が同じ場合、カップラ５４には導波路４２および４４を設けるため、カップラ５４がフィルタ５２より大きくなることがある。このような場合、誘電体層１４の誘電率を誘電体層１２の誘電率より大きくすることが好ましい。これにより、導波路４２および４４の幅Ｗ５を小さくできる。よって、カップラ５４を小さくできる。

【0071】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0072】

１２、１４、１６、１８ 誘電体層
２０、２２、２４、２６、２８ 導電体層
２１、２１ａ、２１ｂ、２３、２３ａ、２３ｂ、２５、２７ 開口
３２、３２ａ、３２ｂ、３４、３６、３８ 導電体ポスト
４０ 共振器
４２、４４、４６ 導波路
４３ 結合部
５０ ユニット
５２ フィルタ
５４ カップラ
５６ アンテナ給電層
５８ アンテナ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】