特許 6231458 アンテナ基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231458

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】アンテナ基板

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/08 20060101AFI20171106BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   H01Q13/08

   H01Q1/38

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-218221(P2014-218221)

(22)【出願日】2014年10月27日

(65)【公開番号】特開2015-164285(P2015-164285A)

(43)【公開日】2015年9月10日

【審査請求日】2016年1月5日

(31)【優先権主張番号】特願2014-16204(P2014-16204)

(32)【優先日】2014年1月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】澤 義信

【審査官】 米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２６７８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１５２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００９０３６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表平０５−５０４０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １３／０８

Ｈ０１Ｑ １／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の誘電体層と、該第１の誘電体層の上面に、終端部を有するように配置されており、該終端部に向けて第１の方向に延在する帯状のストリップ導体と、前記第１の誘電体層の下面側のみに配置されたシールド用の接地導体層と、前記第１の誘電体層および前記ストリップ導体の上面側に積層された第２の誘電体層と、該第２の誘電体層の上面に前記終端部の位置にかぶさるように配置された第１のパッチ導体と、前記第２の誘電体層を貫通して前記終端部と前記第１のパッチ導体とを接続する貫通導体と、前記第２の誘電体層および第１のパッチ導体上に積層された第３の誘電体層と、該第３の誘電体層の上面に、前記第１のパッチ導体が形成された位置に少なくとも一部がかぶさるように配置されており、直流的に独立した第２のパッチ導体と、前記第３の誘電体層および第２のパッチ導体上に積層された第４の誘電体層と、該第４の誘電体層の上面に、前記第２のパッチ導体が形成された位置に少なくとも一部がかぶさるように配置されており、直流的に独立した第３のパッチ導体とを備えて成るアンテナ基板であって、前記貫通導体は、前記第１のパッチ導体に対して前記ストリップ導体が延在してきた側に偏倚した位置に該ストリップ導体の延在方向に互いに隣接して並んだ２つの貫通導体から成ることを特徴とするアンテナ基板。

【請求項2】

前記第２のパッチ導体が前記第１のパッチ導体に対して前記第１の方向に偏心して配置されており、前記第３のパッチ導体が前記第２のパッチ導体に対して前記第１の方向に偏心して配置されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ基板。

【請求項3】

前記第４の誘電体層の上面に、前記第３のパッチ導体における前記第１の方向と直交する方向の両側に前記第１および第２のパッチ導体が形成された位置にかぶさらないように配置されており、直流的に独立した補助パッチ導体を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ基板。

【請求項4】

前記補助パッチ導体が前記第３のパッチ導体に対して前記第１の方向に偏倚して配置されていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘電体層と導体層とを多層に積層することにより形成したアンテナ基板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、アンテナ基板は、例えば図１４（ａ）、（ｂ）に断面図および上面図で、図１５に分解斜視図で示すように、多数の誘電体層１１ａ〜１１ｅが積層された誘電体基板１１と、シールド用の接地導体層１２と、高周波信号を入出力するためのストリップ導体１３と、電磁波を送受信するためのパッチ導体１４とを備えている。

【0003】

誘電体基板１１は、例えば５層の誘電体層１１ａ〜１１ｅを上下に積層して成る。誘電体層１１ａ〜１１ｅは、例えば、ガラスクロス入りの樹脂層やガラスクロスを含まない樹脂により形成されている。

【0004】

接地導体１２は、最下層の誘電体層１１ａの下面の全面に被着されている。接地導体１２は、例えば銅から成る。

【0005】

ストリップ導体１３は、誘電体層１１ａを挟んで接地導体１２と対向しており、誘電体層１１ａと１１ｂとの間に配設されている。ストリップ導体１３は、誘電体基板１１の内部を外周縁から中央部にかけて一つの方向に延びる細い帯状の導体であり、誘電体基板１１の中央部に終端部を有している。ストリップ導体１３は、例えば銅から成る。

【0006】

パッチ導体１４は、第１のパッチ導体１４ａと第２のパッチ導体１４ｂと第３のパッチ導体１４ｃとから構成されている。これらのパッチ導体１４ａ〜１４ｃは、四角形をしている。パッチ導体１４ａ〜１４ｃは、例えば銅から成る。

【0007】

第１のパッチ導体１４ａは、ストップ導体１３の終端部の位置にかぶさるようにして誘電体層１１ｃと１１ｄとの間に配設されている。第１のパッチ導体１４ａは、誘電体層１１ｃを貫通する貫通導体１５および誘電体層１１ｂを貫通する貫通導体１６を介してストリップ導体１３の端部１３ａに接続されている。

【0008】

第２のパッチ導体１４ｂは、第１のパッチ導体１４ａの位置にかぶさるようにして誘電体層１１ｄと１１ｅとの間に配置されている。第２のパッチ導体１４ｂは、直流的には電気的に独立している。

【0009】

第３のパッチ導体１４ｃは、第２のパッチ導体１４ｂの位置にかぶさるようにして誘電体層１１ｅの上面に配設されている。第３のパッチ導体１４ｃは、直流的には電気的に独立している。

【0010】

このアンテナ基板においては、ストリップ導体１３に高周波信号を給電すると、その信号が貫通導体１５および１６を介して第１のパッチ導体１４ａに伝わり、それが第１のパッチ導体１４ａならびに第２のパッチ導体１４ｂおよび第３のパッチ導体１４ｃを介して電磁波として外部に放射される。ところで、このようなアンテナ基板において、第１のパッチ導体１４ａの他に、直流的には電気的に独立した第２のパッチ導体１４ｂおよび第３のパッチ導体１４ｃを備えているのは、このような構成によりアンテナの周波数帯域を広帯域化することができるためである。

【0011】

しかしながら、例えば、ワイヤレスパーソナルエリアネットワークでは、使用される周波数帯域が各国で異なり、一つのアンテナ基板を全世界で使用可能とするためには広い周波数帯域をカバーする必要がある。そのためには、従来のアンテナ基板よりも更に広い周波数帯域を持つアンテナ基板を提供する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開平５−１４５３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明の課題は、広い周波数帯域において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を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明のアンテナ基板は、第１の誘電体層と、該第１の誘電体層の上面に、終端部を有するように配置されており、該終端部に向けて第１の方向に延在する帯状のストリップ導体と、前記第１の誘電体層の下面側のみに配置されたシールド用の接地導体層と、前記第１の誘電体層および前記ストリップ導体の上面側に積層された第２の誘電体層と、該第２の誘電体層の上面に前記終端部の位置にかぶさるように配置された第１のパッチ導体と、前記第２の誘電体層を貫通して前記終端部と前記第１のパッチ導体とを接続する貫通導体と、前記第２の誘電体層および第１のパッチ導体上に積層された第３の誘電体層と、該第３の誘電体層の上面に、前記第１のパッチ導体が形成された位置に少なくとも一部がかぶさるように配置されており、直流的に独立した第２のパッチ導体と、前記第３の誘電体層および第２のパッチ導体上に積層された第４の誘電体層と、該第４の誘電体層の上面に、前記第２のパッチ導体が形成された位置に少なくとも一部がかぶさるように配置されており、直流的に独立した第３のパッチ導体とを備えて成るアンテナ基板であって、前記貫通導体は、前記第１のパッチ導体に対して前記ストリップ導体が延在してきた側に偏倚した位置に該ストリップ導体の延在方向に互いに隣接して並んだ２つの貫通導体から成ることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明のアンテナ基板によれば、第２の誘電体層を挟んで配置されたストリップ導体の終端部と第１のパッチ導体とを接続する貫通導体は、第１のパッチ導体に対して前記ストリップ導体が延在してきた側に偏倚した位置に該ストリップ導体の延在方向に互いに隣接して並んだ２つの貫通導体から成ることから、このように配置された２つの貫通導体により第１〜第３のパッチ導体で複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明のアンテナ基板の第１例目の実施形態を示す断面図および上面図である。

【図2】図２は、図１に示すアンテナ基板の分解斜視図である。

【図3】図３は、図１に示す本発明のアンテナ基板の第１例目の実施形態による解析モデルおよび従来のアンテナ基板による解析モデルを用いて信号の反射損をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【図4】図４（ａ）、（ｂ）は、本発明のアンテナ基板の第２例目の実施形態を示す断面図および上面図である。

【図5】図５は、図４に示す本発明のアンテナ基板の第２例目の実施形態による解析モデルおよび従来のアンテナ基板による解析モデルを用いて信号の反射損をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【図6】図６（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ基板の第３例目の実施形態を示す断面図および上面図である。

【図7】図７は、図６に示す本発明のアンテナ基板の第３例目の実施形態による解析モデルおよび従来のアンテナ基板による解析モデルを用いて信号の反射損をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【図8】図８（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ基板の第４例目の実施形態を示す断面図および上面図である。

【図9】図９は、図８に示す本発明のアンテナ基板の第４例目の実施形態による解析モデルおよび従来のアンテナ基板による解析モデルを用いて信号の反射損をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【図10】図１０（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ基板の第５例目の実施形態を示す断面図および上面図である。

【図11】図１１は、図１０に示す本発明のアンテナ基板の第５例目の実施形態による解析モデルおよび従来のアンテナ基板による解析モデルを用いて信号の反射損をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【図12】図１２（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ基板の第５例目の実施形態を示す断面図および上面図である。

【図13】図１３は、図１２に示す本発明のアンテナ基板の第５例目の実施形態による解析モデルおよび従来のアンテナ基板による解析モデルを用いて信号の反射損をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【図14】図１４は、従来のアンテナ基板を示す断面図および上面図である。

【図15】図１５は、図１４に示すアンテナ基板の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明のアンテナ基板の第１例目の実施形態を添付の図面を基に説明する。本例のアンテナ基板は、図１（ａ），（ｂ）に断面図および上面図で、図２に分解斜視図で示すように、多数の誘電体層１ａ〜１ｅが積層された誘電体基板１と、シールド用の接地導体層２と、高周波信号を入出力するためのストリップ導体３と、電磁波を送受信するためのパッチ導体４とを備えている。

【0018】

誘電体層１ａ〜１ｅは、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂系の誘電体材料から成る。誘電体層１ａ〜１ｅの厚みは、それぞれ３０〜１００μｍ程度である。誘電体層１ｃ〜１ｅの比誘電率は、３〜５程度である。

【0019】

接地導体２は、最下層の誘電体層１ａの下面の全面に被着されている。接地導体２は、シールドとして機能する。接地導体２の厚みは、５〜２０μｍ程度である。接地導体２は、例えば銅から成る。

【0020】

ストリップ導体３は、誘電体層１ａを挟んで接地導体２と対向しており、誘電体層１ａと１ｂとの間に配設されている。ストリップ導体３は、誘電体基板１の中央部に終端部を有する細い帯状の導体であり、誘電体基板１の内部を終端部に向けて一方向（以後、第１の方向と称する）に延びている。ストリップ導体３は、本例のアンテナ基板において、高周波信号を入出力するための伝送路として機能し、このストリップ導体３に高周波信号が伝送される。ストリップ導体３の幅は、５０〜３５０μｍ程度である。ストリップ導体３の厚みは、５〜２０μｍ程度である。ストリップ導体３は、例えば銅から成る。

【0021】

パッチ導体４は、第１のパッチ導体４ａと第２のパッチ導体４ｂと第３のパッチ導体４ｃとから構成されている。これらのパッチ導体４ａ〜４ｃは、直流的には電気的に互いに独立している。パッチ導体４ａ〜４ｃは、ストリップ導体３が延在する第１の方向に平行な辺（以後、縦辺と称する）と、第１の方向に対して直角な方向に平行な辺（以後、横辺と称する）とを有する四角形をしている。パッチ導体４ａ〜４ｃの各辺の長さは、０．５〜５ｍｍ程度である。パッチ導体４ａ〜４ｃの厚みは、それぞれ５〜２０μｍ程度である。パッチ導体４ａ〜４ｃは、例えばそれぞれ銅から成る。

【0022】

第１のパッチ導体４ａは、ストリップ導体３の終端部の位置にかぶさるようにして誘電体層１ｃと１ｄとの間に配設されている。そのため、第１のパッチ導体４ａとストリップ導体３との間には、２層の誘電体層１ｂ，１ｃが介在している。第１のパッチ導体４ａは、誘電体層１ｃを貫通する貫通導体５ａ，５ｂおよび誘電体層１ｂを貫通する貫通導体６を介してストリップ導体３の端部３ａに接続されている。なお、貫通導体５ａ，５ｂは、ストリップ導体３の延在方向に互いに隣接して並んでおり、それぞれ直径が３０〜２００μｍ程度で、厚みが５〜２０μｍ程度の円筒状である。また、貫通導体５ａ，５ｂ同士の中心間距離は、５０〜３００μｍである。貫通導体６は、直径が３０〜１００μｍ程度の円柱状または円錐台状である。貫通導体５ａ，５ｂおよび貫通導体６は、例えばそれぞれ銅から成る。そして、第１のパッチ導体４ａは、ストリップ導体３からの高周波信号の供給を受けて電磁波を外部に放射する。あるいは、外部からの電磁波を受けてストリップ導体３に高周波信号を発生させる。

【0023】

第２のパッチ導体４ｂは、第１のパッチ導体４ａの位置にかぶさるようにして誘電体層１ｄと１ｅとの間に配置されている。これにより第２のパッチ導体４ｂは、誘電体層１ｄを挟んで第１のパッチ導体４ａと静電容量結合している。そして、第２のパッチ導体４ｂは、第１のパッチ導体４ａからの電磁波を受けて、それに対応する電磁波を外部に放射する。あるいは外部からの電磁波を受けて、それに対応する電磁波を第１のパッチ導体４ａに供給する。なお、第２のパッチ導体４ｂは、その各辺が第１のパッチ導体４ａの各辺よりも０〜０．５ｍｍ程度ずつ大きいことが好ましい。

【0024】

第３のパッチ導体４ｃは、第２のパッチ導体４ｂの位置にかぶさるようにして最上層の誘電体層１ｅの上面に配設されている。これにより第３のパッチ導体４ｃは、誘電体層１ｅを挟んで第２のパッチ導体４ｂと静電容量結合している。そして、第３のパッチ導体４ｃは、第２のパッチ導体４ｂからの電磁波を受けて、それに対応する電磁波を外部に放射する。あるいは外部からの電磁波を受けて、それに対応する電磁波を第２のパッチ導体４ｂに供給する。なお、第３のパッチ導体４ｃは、その各辺が第２のパッチ導体４ｂの各辺よりも０〜０．５ｍｍ程度ずつ大きいことが好ましい。

【0025】

ところで、本発明のアンテナ基板においては、後述する第２〜第６番目の実施形態の場合も含め、ストリップ導体３と第１のパッチ導体４ａとを接続する２つの貫通導体５ａ，５ｂが、ストリップ導体３の延在方向に互いに隣接して並んで設けられていることが重要である。このように、ストリップ導体３と第１のパッチ導体４ａとが、ストリップ導体３の延在方向に互いに隣接して並んだ２つの貫通導体５ａ，５ｂで接続されていることから、このように配置された２つの貫通導体５ａ，５ｂにより第１〜第３のパッチ導体で複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【0026】

ここで、図１に示した本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板および図１４に示した従来のアンテナ基板をモデル化した解析モデルにおいて、電磁界シミュレータによりストリップ導体に高周波信号を入力した場合の反射損をシミュレーションした結果を図３に示す。図３において、実線で示したグラフが本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルの反射損であり、破線で示したグラフが従来のアンテナ基板による解析モデルの反射損である。図３において、太い目盛線で示した反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅ができるだけ広いことが要求される。図３から明らかなように、従来のアンテナ基板による解析モデルでは、アンテナ基板に要求される反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約６．９ＧＨｚと狭いのに対し、本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルでは、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約１０．７ＧＨｚと広いことが分かる。

【0027】

本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルにおいては、図１における誘電体層１ａ〜１ｅの比誘電率を３．３５とした。誘電体層１ａ，１ｂおよび１ｄ，１ｅの厚みをそれぞれ５０μｍ、誘電体層１ｃの厚みを１００μｍとした。ストリップ導体３、接地導体層２、パッチ導体４ａ〜４ｃおよび７は、銅により形成したものとし、その厚みをそれぞれ１８μｍとした。ストリップ導体３は、幅を８５μｍ、長さを３ｍｍとし、誘電体層１ａと１ｂとの間を誘電体基板１の外周縁から中央部に向けて一方向に延在し、終端部が誘電体基板１の中央部に位置するように配置した。ストリップ導体３の終端部に直径が１８０μｍの円形の２つのランドパターンを２００μｍの中心間距離で設けた。

【0028】

第１のパッチ導体４ａは、ストリップ導体３の延在方向に平行な縦辺を１ｍｍ、これに直角な横辺を１．４ｍｍとした。第１のパッチ導体４ａとストリップ導体３の終端部に設けたランドパターンとを直径が９０μｍの円柱状の貫通導体５ａ，５ｂおよび直径が９０μｍの貫通導体６により接続した。貫通導体５ａ，５ｂの接続位置は、第１のパッチ導体４ａにおける２つの縦辺の間の中央で、ストリップ導体３が延在してきた側の横辺から５０μｍの位置および２００μｍの位置に貫通導体５ａ，５ｂの中心がくる位置とした。貫通導体５ａ，５ｂおよび貫通孔６は、銅により形成したものとした。

【0029】

第２のパッチ導体４ｂは、ストリップ導体３の延在方向に平行な縦辺を１ｍｍ、これに直角な横辺を１．５ｍｍとした。第２のパッチ導体４ｂは、その中心の位置が第１のパッチ導体４ａの中心の位置に重なるように配設した。

【0030】

第３のパッチ導体４ｃは、ストリップ導体３の延在方向に平行な縦辺を１．２ｍｍ、これに直角な横辺を１．６ｍｍとした。第３のパッチ導体４ｃは、その中心の位置が第２のパッチ導体４ｂの中心の位置に重なるように配設した。

【0031】

従来のアンテナ基板による解析モデルは、上述の本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルと比較して、貫通孔５ａに接続されるランドパターンより先のストリップ線路３およびこれに接続される貫通孔６、貫通孔５ｂを設けない以外は、全て同じとしたモデルを用いた。

【0032】

次に、本発明の第２例目の実施形態のアンテナ基板について図４（ａ），（ｂ）を基に説明する。なお、この第２例目のアンテナ基板において、第１例目のアンテナ基板と共通する部分については、第１例目のアンテナ基板と同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0033】

この第２例目のアンテナ基板においては、第１例目のアンテナ基板と比較して、第２のパッチ導体４ｂと第３のパッチ導体４ｃとが、第１のパッチ導体４ａに対してストリップ導体３の延在方向に偏心して配置されている点が異なっている。第２のパッチ導体４ｂの偏心は、第１のパッチ導体４ａが形成された位置の８０％以上の面積にかぶさる程度とする。第３のパッチ導体４ｃの偏心は、第２のパッチ導体が形成された位置の８０％以上の面積にかぶさる程度とする。その他の点は、第１例目のアンテナ基板と同じである。

【0034】

この第２例目のアンテナ基板によれば、第２のパッチ導体４ｂと第３のパッチ導体４ｃとは、第１のパッチ導体４ａに対してストリップ導体３の延在方向に偏心して配置されていることから、このように配置された第１〜３のパッチ導体４ａ〜４ｃでさらに複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【0035】

ここで、図４に示した本発明の第２例目の実施形態のアンテナ基板および図１４に示した従来のアンテナ基板をモデル化した解析モデルにおいて、電磁界シミュレータによりストリップ導体に高周波信号を入力した場合の反射損をシミュレーションした結果を図５に示す。図５において、実線で示したグラフが本発明の第２例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルの反射損であり、破線で示したグラフが従来のアンテナ基板による解析モデルの反射損である。図５において、太い目盛線で示した反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅ができるだけ広いことが要求される。図５から明らかなように、従来のアンテナ基板による解析モデルでは、アンテナ基板に要求される反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約６．９ＧＨｚと狭いのに対し、本発明の第２例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルでは、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約１４．２ＧＨｚと広いことが分かる。

【0036】

本発明の第２例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルは、上述の本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルと比較して、第２のパッチ導体４ｂの位置および第３のパッチ導体４ｃの位置が異なる以外は全て同じとしたモデルを用いた。第２のパッチ導体４ｂは、第１のパッチ導体４ａが形成された位置の９０％の面積にかぶさるように、その中心位置が第１のパッチ導体４ａの中心位置からストリップ線路３の延在方向に偏心するように配置した。第３のパッチ導体４ｃは、第２のパッチ導体４ｂが形成された位置の９０％の面積にかぶさるように、その中心位置が第２のパッチ導体４ｂの中心位置からストリップ線路３の延在方向に偏心するように配置した。

【0037】

次に、本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板について図６（ａ），（ｂ）を基に説明する。なお、この第３例目のアンテナ基板において、第１例目のアンテナ基板と共通する部分については、第１例目のアンテナ基板と同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0038】

この第３例目のアンテナ基板においては、第１例目のアンテナ基板と比較して、最上層の誘電体層１ｅの上面に補助パッチ導体７が配設されている点で異なっている。補助パッチ導体７は、第３のパッチ導体４ｃにおけるストリップ導体３が延在する方向と直交する方向の両側に、第３のパッチ導体４ｃから０．１〜１ｍｍ程度の間隔を空けてそれぞれ１個ずつが配設されている。補助パッチ導体７は、第３のパッチ導体４ｃの縦辺に平行な縦辺および第３のパッチ導体４ｃの横辺に平行な横辺を有する１辺の長さが０．１〜５ｍｍ程度の四角形であり、第１および第２のパッチ導体４ａ，４ｂが形成された位置にかぶさらないように配置されている。その他の点は、第１例目のアンテナ基板と同じである。

【0039】

この第３例目のアンテナ基板によれば、第３のパッチ導体４ｃにおけるストリップ導体３の延在方向に直交する方向の両側に、第１のパッチ導体４ａおよび第２のパッチ導体４ｂが形成された位置にかぶさらないように配置された補助パッチ導体７を備えることから、このように配置された第１〜第３のパッチ導体４ａ〜４ｃおよび補助パッチ導体７でさらに複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【0040】

ここで、図６に示した本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板および図１４に示した従来のアンテナ基板をモデル化した解析モデルにおいて、電磁界シミュレータによりストリップ導体に高周波信号を入力した場合の反射損をシミュレーションした結果を図７に示す。図７において、実線で示したグラフが本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルの反射損であり、破線で示したグラフが従来のアンテナ基板による解析モデルの反射損である。図７において、太い目盛線で示した反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅ができるだけ広いことが要求される。図７から明らかなように、従来のアンテナ基板による解析モデルでは、アンテナ基板に要求される反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約６．９ＧＨｚと狭いのに対し、本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルでは、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約１０．８ＧＨｚと広いことが分かる。

【0041】

なお、本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルは、上述の本発明の第１例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルと比較して、補助パッド７を設けた以外は全て同じとしたモデルを用いた。補助パッチ導体７は、ストリップ導体３の延在方向に平行な縦辺を１．１ｍｍ、これに直角な横辺を０．５ｍｍとした。補助パッチ導体７は、その縦辺が第３のパッチ導体４ｃの縦辺の真横に並ぶようにして、第３のパッチ導体４ｃにおける長辺方向の両側に１個ずつ設けた。第３のパッチ導体４ｃと補助パッチ導体７との間隔は、０．３５ｍｍとした。

【0042】

次に、本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板について図８（ａ），（ｂ）を基に説明する。なお、この第４例目のアンテナ基板において、第２例目のアンテナ基板と共通する部分については、第２例目のアンテナ基板と同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0043】

この第４例目のアンテナ基板においては、第２例目のアンテナ基板と比較して、最上層の誘電体層１ｅの上面に補助パッチ導体７が配設されている点で異なっている。補助パッチ導体７は、第３のパッチ導体４ｃにおけるストリップ導体３が延在する方向と直交する方向の両側に、第３のパッチ導体４ｃから０．１〜１ｍｍ程度の間隔を空けてそれぞれ１個ずつが配設されている。補助パッチ導体７は、第３のパッチ導体４ｃの縦辺に平行な縦辺および第３のパッチ導体４ｃの横辺に平行な横辺を有する１辺の長さが０．１〜５ｍｍ程度の四角形であり、第１および第２のパッチ導体４ａ，４ｂが形成された位置にかぶさらないように配置されている。その他の点は、第２例目のアンテナ基板と同じである。

【0044】

この第４例目のアンテナ基板によれば、第２のパッチ導体４ｂと第３のパッチ導体４ｃとは、第１のパッチ導体４ａに対してストリップ導体３の延在方向に偏心して配置されているとともに、第３のパッチ導体４ｃにおけるストリップ導体３の延在方向に直交する方向の両側に、第１のパッチ導体４ａおよび第２のパッチ導体４ｂが形成された位置にかぶさらないように配置された補助パッチ導体７を備えることから、このように配置された第１〜第３のパッチ導体４ａ〜４ｃおよび補助パッチ導体７でさらに複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【0045】

ここで、図８に示した本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板および図１４に示した従来のアンテナ基板をモデル化した解析モデルにおいて、電磁界シミュレータによりストリップ導体に高周波信号を入力した場合の反射損をシミュレーションした結果を図９に示す。図９において、実線で示したグラフが本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルの反射損であり、破線で示したグラフが従来のアンテナ基板による解析モデルの反射損である。図９において、太い目盛線で示した反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅ができるだけ広いことが要求される。図９から明らかなように、従来のアンテナ基板による解析モデルでは、アンテナ基板に要求される反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約６．９ＧＨｚと狭いのに対し、本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルでは、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約１３．７ＧＨｚと広いことが分かる。

【0046】

本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルは、上述の本発明の第２例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルと比較して、補助パッド７を設けた以外は全て同じとしたモデルを用いた。補助パッチ導体７は、ストリップ導体３の延在方向に平行な縦辺を１．１ｍｍ、これに直角な横辺を０．５ｍｍとした。補助パッチ導体７は、その縦辺が第３のパッチ導体４ｃの縦辺の真横に並ぶようにして、第３のパッチ導体４ｃにおける長辺方向の両側に１個ずつ設けた。第３のパッチ導体４ｃと補助パッチ導体７との間隔は、０．３ｍｍとした。

【0047】

次に、本発明の第５例目の実施形態のアンテナ基板について図１０（ａ），（ｂ）を基に説明する。なお、この第５例目のアンテナ基板において、第３例目のアンテナ基板と共通する部分については、第３例目のアンテナ基板と同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0048】

この第５例目のアンテナ基板においては、第３例目のアンテナ基板と比較して、補助パッチ導体７が第３のパッチ導体４ｃに対して第１方向に偏倚している点で異なっている。補助パッチ導体７は、その縦辺の約半分が第３のパッチ導体４ｃよりも第１の方向に飛び出す程度に偏倚されている。その他の点は、第３例目のアンテナ基板と同じである。

【0049】

この第５例目のアンテナ基板によれば、補助パッチ導体７が第３のパッチ導体４ｃに対して第１方向に偏倚していることから、このように配置された第１〜第３のパッチ導体４ａ〜４ｃおよび補助パッチ導体７でさらに複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【0050】

ここで、図１０に示した本発明の第５例目の実施形態のアンテナ基板および図１４に示した従来のアンテナ基板をモデル化した解析モデルにおいて、電磁界シミュレータによりストリップ導体に高周波信号を入力した場合の反射損をシミュレーションした結果を図１１に示す。図１１において、実線で示したグラフが本発明の第５例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルの反射損であり、破線で示したグラフが従来のアンテナ基板による解析モデルの反射損である。図１１において、太い目盛線で示した反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅ができるだけ広いことが要求される。図１０から明らかなように、従来のアンテナ基板による解析モデルでは、アンテナ基板に要求される反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約６．９ＧＨｚと狭いのに対し、本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルでは、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約１６．８ＧＨｚと広いことが分かる。

【0051】

本発明の第５例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルは、本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルと比較して、補助パッド７が第３のパッチ導体４ｃよりも第１の方向に０．５ｍｍ飛び出すように偏倚している以外は全て同じとしたモデルを用いた。

【0052】

次に、本発明の第６例目の実施形態のアンテナ基板について図１２（ａ），（ｂ）を基に説明する。なお、この第６例目のアンテナ基板において、第４例目のアンテナ基板と共通する部分については、第４例目のアンテナ基板と同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0053】

この第６例目のアンテナ基板においては、第４例目のアンテナ基板と比較して、補助パッチ導体７が第３のパッチ導体４ｃに対して第１方向に偏倚している点で異なっている。補助パッチ導体７は、その縦辺の約半分が第３のパッチ導体４ｃよりも第１の方向に飛び出す程度に配置されている。その他の点は、第３例目のアンテナ基板と同じである。

【0054】

この第６例目のアンテナ基板によれば、補助パッチ導体７が第３のパッチ導体４ｃに対して第１方向に偏倚していることから、このように配置された第１〜第３のパッチ導体４ａ〜４ｃおよび補助パッチ導体７でさらに複合的な共振が良好に起こり、そのため広い周波数帯域において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を提供することができる。

【0055】

ここで、図１２に示した本発明の第６例目の実施形態のアンテナ基板および図１４に示した従来のアンテナ基板をモデル化した解析モデルにおいて、電磁界シミュレータによりストリップ導体に高周波信号を入力した場合の反射損をシミュレーションした結果を図１３に示す。図１３において、実線で示したグラフが本発明の第６例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルの反射損であり、破線で示したグラフが従来のアンテナ基板による解析モデルの反射損である。図１３において、太い目盛線で示した反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅ができるだけ広いことが要求される。図１３から明らかなように、従来のアンテナ基板による解析モデルでは、アンテナ基板に要求される反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約６．９ＧＨｚと狭いのに対し、本発明の第４例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルでは、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅が約１７．１ＧＨｚと広いことが分かる。

【0056】

本発明の第６例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルは、本発明の第３例目の実施形態のアンテナ基板による解析モデルと比較して、補助パッド７が第３のパッチ導体４ｃよりも第１の方向に０．５ｍｍ飛び出すように偏倚して配置された以外は全て同じとしたモデルを用いた。

【0057】

なお、本発明の第５例目および第６例目のアンテナ基板において、補助パッド７の全体が第３のパッチ導体４ｃよりも第１の方向に飛び出すように偏倚して配置された場合、反射損−１０ｄＢ以下の周波数帯域の幅を第５例目や第６例目のアンテナ基板よりも広くすることが困難となる。したがって、第５例目および第６例目のアンテナ基板において、補助パッド７の全体が第３のパッチ導体４ｃよりも第１の方向に飛び出さない程度に偏倚させることが好ましい。

【符号の説明】

【0058】

１ａ〜１ｅ 誘電体層
２ 接地導体
３ ストリップ導体
４ パッチ導体
４ａ 第１のパッチ導体
４ｂ 第２のパッチ導体
４ｃ 第３のパッチ導体
５ａ 第１の貫通導体
５ｂ 第２の貫通導体
７ 補助パッチ導体

【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】