特許 6962479 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

(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】6962479

(24)【登録日】2021年10月18日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/08 20060101AFI20211025BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   H01Q13/08

   H01Q21/24

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-550239(P2020-550239)

(86)(22)【出願日】2019年9月11日

(86)【国際出願番号】JP2019035609

(87)【国際公開番号】WO2020075434

(87)【国際公開日】20200416

【審査請求日】2021年3月9日

(31)【優先権主張番号】特願2018-193291(P2018-193291)

(32)【優先日】2018年10月12日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小村 良

(72)【発明者】

【氏名】山田 良樹

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第６５３１９８４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２０１８／１７９８７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／０８４８０１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナモジュールであって、
第１給電点および第２給電点において高周波信号を受ける平板状の放射電極と、
前記第１給電点に高周波信号を供給するための第１給電配線と、
前記第１給電配線から分岐され、前記第２給電点に高周波信号を供給するための第２給電配線とを備え、
前記第２給電配線は、前記第１給電点と前記第２給電点との間に並列接続され、同じ長さを有する第１経路および第２経路を含み、
前記第１経路および前記第２経路は、前記アンテナモジュールを平面視した場合に、前記第１給電点と前記第２給電点とを結ぶ直線に対して互いに線対称に配置される、アンテナモジュール。

【請求項2】

前記放射電極から放射される高周波信号の波長をλとすると、
前記第１経路および前記第２経路の長さは、略λ／２である、請求項１に記載のアンテナモジュール。

【請求項3】

多層構造を有し、前記放射電極、前記第１給電配線および前記第２給電配線が形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板に配置された接地電極とをさらに備え、
前記第２給電配線は、前記放射電極と前記接地電極との間の層に配置される、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１経路および前記第２経路の各々は、複数の層に配置された配線パターンを用いて形成されている、請求項３に記載のアンテナモジュール。

【請求項5】

前記放射電極は、さらに第３給電点および第４給電点において高周波信号を受けるように構成されており、
前記第３給電点および前記第４給電点で受けた高周波信号によって放射される電波の偏波方向は、前記第１給電点および前記第２給電点で受けた高周波信号によって放射される電波の偏波方向と直交しており、
前記アンテナモジュールは、
前記第３給電点に高周波信号を供給するための第３給電配線と、
前記第３給電配線から分岐され、前記第４給電点に高周波信号を供給するための第４給電配線とをさらに備え、
前記第４給電配線は、前記第３給電点と前記第４給電点との間に並列接続され、同じ長さを有する第３経路および第４経路を含み、
前記第３経路および前記第４経路は、前記アンテナモジュールを平面視した場合に、前記第３給電点と前記第４給電点とを結ぶ直線に対して互いに線対称に配置される、請求項１に記載のアンテナモジュール。

【請求項6】

多層構造を有し、前記放射電極、前記第１給電配線、前記第２給電配線、前記第３給電配線および前記第４給電配線が形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板において、前記第２給電配線が配置される層と、前記第４給電配線が配置される層との間の層に配置された接地電極とをさらに備える、請求項５に記載のアンテナモジュール。

【請求項7】

前記誘電体基板において、前記放射電極が配置される側の主面を第１面とし、前記第１面と反対側の主面を第２面とすると、
前記アンテナモジュールは、前記接地電極よりも前記第２面側において、前記第４給電配線を取り囲むように配置された複数の柱状導体をさらに備える、請求項６に記載のアンテナモジュール。

【請求項8】

複数のアンテナ装置がアレイ状に配置されたアンテナモジュールであって、
前記複数のアンテナ装置の各々は、
第１給電点および第２給電点において高周波信号を受ける放射電極と、
前記第１給電点に高周波信号を供給するための第１給電配線と、
前記第１給電配線から分岐され、前記第２給電点に高周波信号を供給するための第２給電配線とを備え、
前記第２給電配線は、前記第１給電点と前記第２給電点との間に並列接続され、同じ長さを有する第１経路および第２経路を含み、
前記第１経路および前記第２経路は、前記アンテナモジュールを平面視した場合に、前記第１給電点と前記第２給電点とを結ぶ直線に対して互いに線対称に配置される、アンテナモジュール。

【請求項9】

前記放射電極に高周波信号を供給する給電回路をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。

【請求項10】

請求項１〜９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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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における交差偏波識別度（Cross Polarization Discrimination：ＸＰＤ）を改善するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

平面形状のアンテナ素子（放射電極）を搭載したパッチアンテナが知られている。パッチアンテナにおいては、一般的に、平面形状の放射電極の中央からずれた位置に高周波信号が供給され、給電点の位置によって放射される電波（信号）の偏波方向が定まる。

【0003】

パッチアンテナにおいては、放射すべき電波の偏波方向（主偏波）に対して直交する方向の偏波（交差偏波）が少なからず発生する。このような交差偏波による影響を低減するために、たとえば、特開昭５８−５９６０４号公報（特許文献１）に開示されるように、パッチアンテナに一対の給電点を設け、各給電点に互いに逆位相の高周波信号を供給する構成が知られている。逆位相給電を行なうことによって、主偏波と交差偏波との分離度合い（交差偏波識別度：ＸＰＤ）の向上が図られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５８−５９６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

２つの給電点に対して互いに逆位相の信号を供給する手段として、放射する電波の波長をλとすると、２つの給電点の間にλ／２の長さの給電配線を配置する場合がある。しかしながら、本発明者らは、誘電体基板における給電配線の配置によっては、ＸＰＤに影響を及ばす場合があることを見出した。

【0006】

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た、その目的は、平面形状の放射電極を有するアンテナモジュールにおけるＸＰＤを改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係るアンテナモジュールは、第１給電点および第２給電点において高周波信号が供給される平板状の放射電極を備える。アンテナモジュールは、放射電極の第１給電点に高周波信号を供給するための第１給電配線と、第１給電配線から分岐され、第２給電点に高周波信号を供給するための第２給電配線とをさらに備える。第２給電配線は、第１給電点と第２給電点との間に並列接続され、かつ同じ長さを有する第１経路および第２経路を含む。第１経路および第２経路は、アンテナモジュールを平面視した場合に、第１給電点と第２給電点とを結ぶ直線に対して互いに線対称に配置される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によるアンテナモジュールによれば、放射電極の第１給電点と第２給電点とを結ぶ給電配線の２つの経路（第１経路，第２経路）が、第１給電点と第２給電点とを結ぶ直線に対して互いに線対称に配置される。これによって、アンテナモジュールにおける電流分布が対称性となるため、ＸＰＤを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係るアンテナモジュールが適用される通信装置のブロック図である。

【図2】図１のアンテナモジュールの詳細を説明するための平面図および断面図である。

【図3】給電配線の斜視図である。

【図4】比較例におけるアンテナモジュールの平面図である。

【図5】比較例のアンテナモジュールにおける接地電極の電流分布の例である。

【図6】実施の形態１のアンテナモジュールにおける接地電極の電流分布の例である。

【図7】比較例および実施の形態１でのＸＰＤの比較を説明するための図である。

【図8】実施の形態１に係るアンテナモジュールがアレイ化された場合の、指向性の傾斜方向を説明するための図である。

【図9】アンテナアレイにおける、比較例および実施の形態１でのＸＰＤの比較を説明するための図である。

【図10】指向性を傾斜させた場合のＸＰＤを説明するための図である。

【図11】変形例１のアンテナモジュールの平面図である。

【図12】変形例２のアンテナモジュールの平面図である。

【図13】変形例３のアンテナモジュールにおける給電配線の斜視図である。

【図14】実施の形態２に係るアンテナモジュールを説明するための平面図および断面図である。

【図15】図１４の給電配線を説明するための分解斜視図である。

【図16】実施の形態３に係るアンテナモジュールを説明するための断面図である。

【図17】図１６の給電配線を説明するための分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

［実施の形態１］
（通信装置の基本構成）
図１は、本実施の形態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のブロック図の一例である。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。本実施の形態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。

【0012】

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、給電回路の一例である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。

【0013】

図１では、説明を容易にするために、アンテナ装置１２０を構成する複数のアンテナ素子（放射電極）１２１のうち、４つのアンテナ素子１２１に対応する構成のみ示され、同様の構成を有する他のアンテナ素子１２１に対応する構成については省略されている。なお、図１においては、アンテナ装置１２０が二次元のアレイ状に配置された複数のアンテナ素子１２１で形成される例を示しているが、アンテナ素子１２１は必ずしも複数である必要はなく、１つのアンテナ素子１２１でアンテナ装置１２０が形成される場合であってもよい。本実施の形態においては、アンテナ素子１２１は、略正方形の平板形状を有するパッチアンテナである。

【0014】

ＲＦＩＣ１１０は、スイッチ１１１Ａ〜１１１Ｄ，１１３Ａ〜１１３Ｄ，１１７と、パワーアンプ１１２ＡＴ〜１１２ＤＴと、ローノイズアンプ１１２ＡＲ〜１１２ＤＲと、減衰器１１４Ａ〜１１４Ｄと、移相器１１５Ａ〜１１５Ｄと、信号合成／分波器１１６と、ミキサ１１８と、増幅回路１１９とを備える。

【0015】

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

【0016】

ＢＢＩＣ２００から伝達された信号は、増幅回路１１９で増幅され、ミキサ１１８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／分波器１１６で４分波され、４つの信号経路を通過して、それぞれ異なるアンテナ素子１２１に給電される。このとき、各信号経路に配置された移相器１１５Ａ〜１１５Ｄの移相度が個別に調整されることにより、アンテナ装置１２０の指向性を調整することができる。

【0017】

各アンテナ素子１２１で受信された高周波信号である受信信号は、それぞれ、異なる４つの信号経路を経由し、信号合成／分波器１１６で合波される。合波された受信信号は、ミキサ１１８でダウンコンバートされ、増幅回路１１９で増幅されてＢＢＩＣ２００へ伝達される。

【0018】

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における各アンテナ素子１２１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、対応するアンテナ素子１２１毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。

【0019】

（アンテナモジュールの構成）
図２は、本実施の形態１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ための図である。図２におけるアンテナモジュール１００においては、説明を容易にするために、アンテナ素子１２１が１つである場合を例として説明するが、図１で示したように、複数のアンテナ素子１２１がアレイ状に配置される構成であってもよい。また、放射電極として、給電素子であるアンテナ素子１２１に加えて、無給電素子が設けられてもよい。

【0020】

図２を参照して、アンテナモジュール１００は、アンテナ素子１２１およびＲＦＩＣ１１０に加えて、誘電体基板１３０と、給電配線１４０，１４１，１４１Ａ，１５０と、接地電極ＧＮＤとを含む。なお、以降の説明において、図２中の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。

【0021】

誘電体基板１３０は、たとえば、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂が多層構造に形成された基板である。また、誘電体基板１３０は、より低い誘電率を有する液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）、フッ素系樹脂、あるいは低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）などで形成されてもよい。さらに、誘電体基板１３０は可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。

【0022】

誘電体基板１３０は略正方形の平面形状を有しており、誘電体基板１３０の内部の層あるいは上面側の表面１３１に、略正方形のアンテナ素子１２１が配置される。誘電体基板１３０において、アンテナ素子１２１よりも下面側の層に接地電極ＧＮＤが配置される。また、誘電体基板１３０の下面側の裏面１３２には、はんだバンプ１６０を介してＲＦＩＣ１１０が配置される。

【0023】

ＲＦＩＣ１１０から供給される高周波信号は、給電配線１４０，１４１（第１給電配線）を経由して、アンテナ素子１２１の給電点ＳＰ１（第１給電点）に伝達される。給電点ＳＰ１は、アンテナ素子１２１の中心（対角線の交点）から、図２のＹ軸の負方向にオフセットした位置に配置されている。給電点ＳＰ１に高周波信号が供給されることにより、アンテナ素子１２１からはＹ軸方向を偏波方向とする電波が放射される。

【0024】

また、ＲＦＩＣ１１０から供給される高周波信号は、給電配線１４０から分岐した給電配線１５０，１４１Ａ（第２給電配線）を介して、給電点ＳＰ１Ａ（第２給電点）にも供給される。給電点ＳＰ１Ａは、アンテナ素子１２１の中心からＹ軸の正方向にオフセットした位置で、かつアンテナ素子１２１の中心に対して給電点ＳＰ１と対称な位置に形成される。なお、図２においては、給電配線１５０は、アンテナ素子１２１と接地電極ＧＮＤとの間の層に形成されているが、接地電極ＧＮＤよりも下面側の層に形成されていてもよい。

【0025】

図３は、図２における給電配線の斜視図である。給電配線１４０はビアとして形成されており、ＲＦＩＣ１１０が実装されるはんだバンプと、給電配線１５０が形成される層の電極板１４５とに接続される。電極板１４５は、同じくビアとして形成された給電配線１４１によって給電点ＳＰ１と接続される。

【0026】

給電配線１５０は、内部に開口を有する、Ｘ軸方向に細長い矩形形状を有している。給電配線１５０は、給電配線１４１が接続される電極板１４５と、給電配線１４１Ａが接続される電極板１４６とに接続されている。給電配線１４１Ａはビアとして形成されており、電極板１４６と給電点ＳＰ１Ａとに接続される。

【0027】

給電配線１５０は、アンテナモジュール１００をＺ軸方向から平面視した場合に、電極板１４５と電極板１４６との間に並列接続された第１経路１５０−１および第２経路１５０−２を含む。第１経路１５０−１および第２経路１５０−２の各々は、同じ経路長の略Ｃ字形状を有しており、アンテナモジュール１００をＺ軸方向から平面視した場合に、給電点ＳＰ１と給電点ＳＰ１Ａを結ぶ直線に対して線対称に配置される。

【0028】

給電配線１５０の第１経路１５０−１および第２経路１５０−２の経路長は、アンテナ素子１２１から放射される高周波信号の波長をλとした場合に、略λ／２となるように設定される。これによって、給電点ＳＰ１Ａに供給される高周波信号の位相は、給電点ＳＰ１に供給される高周波信号の位相と略逆位相となる。

【0029】

このように、偏波方向に対称な位置に配置された２つの給電点に対して逆位相の高周波信号を供給することによって、アンテナ素子から放射される主偏波とそれに直交する交差偏波とのＸＰＤが改善されることが知られている。たとえば、図４に示した比較例のアンテナモジュール１００＃においても、給電点ＳＰ１と給電点ＳＰ１Ａとを結ぶ給電配線１５０＃が設けられている。給電配線１５０＃は、本実施の形態１のアンテナモジュール１００における給電配線１５０の片方の経路に対応しており、給電配線１５０＃の経路長をλ／２とすることによって、給電点ＳＰ１と給電点ＳＰ１Ａとに互いに逆位相の高周波信号を供給することができる。

【0030】

しかしながら、本願発明者らは、比較例のアンテナモジュール１００＃においては、アンテナ素子１２１において給電配線１５０＃が非対称となっているため、アンテナモジュールにおける電流分布も非対称となってしまうことに気づいた。電流分布が非対称になると、ＸＰＤを改善するために設けた給電配線１５０＃によって新たに交差偏波が生じて、かえってＸＰＤに影響が及ぶ可能性がある。

【0031】

そこで、本願発明者らは、鋭意検討の結果、給電配線１５０＃に起因する電流分布の非対称性を改善することによって、ＸＰＤを改善できるアンテナモジュールの構成に至った。

【0032】

本実施の形態１におけるアンテナモジュール１００においては、逆位相の高周波信号を供給するための給電配線１５０が、第１経路１５０−１および第２経路１５０−２によって対称な配置とされている。そのため、給電配線１５０を設けることによる電流分布の変化も対称となるため、ＸＰＤへの影響を抑制することができる。

【0033】

（シミュレーション結果）
以下、図２で示した実施の形態１のアンテナモジュール１００と、図４の比較例のアンテナモジュール１００＃についてのシミュレーション結果について説明する。

【0034】

図５および図６は、それぞれ比較例のアンテナモジュール１００＃およびアンテナモジュール１００についての、接地電極ＧＮＤにおける電流分布を示したものである。図５および図６においては、電流の強さが等高線で表されている。

【0035】

図５に示される比較例のシミュレーションにおいては、アンテナ素子１２１に対して、給電配線１５０＃が形成された方向（Ｘ軸の負方向）に電流分布がずれており、電流分布の対称軸ＣＬ＃がＹ軸方向からやや傾いた状態となっている。一方で、図６に示される本実施の形態１の場合においては、アンテナ素子１２１に対して電流分布が対称となっており、電流分布の対称軸ＣＬ１がＹ軸とほぼ平行となっている。

【0036】

図７は、上記のシミュレーションにおける、各アンテナモジュールにおける主偏波と交差偏波のピークゲインを示したものである。上段の図７（ａ）が比較例のアンテナモジュール１００＃のシミュレーション結果であり、下段の図７（ｂ）が実施の形態１のアンテナモジュール１００のシミュレーション結果である。

【0037】

図７（ａ）においては、線ＬＮ１０が主偏波のピークゲインを示しており、線ＬＮ１１が交差偏波のピークゲインを示している。同様に、図７（ｂ）においては、線ＬＮ１５が主偏波のピークゲインを示しており、線ＬＮ１６が交差偏波のピークゲインを示している。ＸＰＤは、主偏波のピークゲインと交差偏波のピークゲインとの差で表される。図７に示されるように、本実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、比較例の場合に比べて交差偏波のピークゲインが大幅に低減されており、角度が０°（すなわち、Ｚ軸方向）においては、比較例では約２７ｄＢであったＸＰＤが、実施の形態１の構成においては４５ｄＢ以上に改善されている。

【0038】

次に、アンテナ素子をアレイ状に配列したアンテナアレイの場合のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションは、上述の本実施の形態１および比較例の給電配線の構成を有するアンテナ素子を、図８に示されるような４×４のアレイ状に配列した場合について行なった。アンテナアレイの場合には、各アンテナ素子に供給される高周波信号の位相を調整することによって、放射される電波のビーム方向（指向性）を傾斜させることができる。そのため、ビーム方向をアジマス方向（θ）に傾斜させた場合、およびエレベーション方向（φ）に傾斜させた場合のＸＰＤについてもシミュレーションを行なった。

【0039】

図９は、ビーム方向がＺ軸方向の場合、すなわち、アジマスθ＝０°かつエレベーションφ＝０°の場合の、Ｚ−Ｘ平面における主偏波および交差偏波のピークゲインを示したものである。図９（ａ）は比較例の場合のシミュレーション結果であり、線ＬＮ２０は主偏波のピークゲインを示しており、線ＬＮ２１は交差偏波のピークゲインを示している。また、図９（ｂ）は本実施の形態１の場合のシミュレーション結果であり、線ＬＮ２５は主偏波のピークゲインを示しており、線ＬＮ２６は交差偏波のピークゲインを示している。

【0040】

図９からわかるように、アンテナアレイの場合であっても、本実施の形態１のような給電配線の構成とすることによって、交差偏波のピークゲインが比較例に比べて大幅に低減できており、ＸＰＤが改善されている。

【0041】

また、図１０は、ビーム方向をアジマス方向に０°から６０°まで傾斜させた場合、および、ビーム方向をエレベーション方向に０°から４５°まで傾斜させた場合のＸＰＤを示したものである。図１０において、線ＬＮ３０および線ＬＮ４０は本実施の形態１の場合のＸＰＤを示しており、線ＬＮ３１および線ＬＮ４１は比較例の場合のＸＰＤを示している。

【0042】

図１０に示されるように、アジマス方向およびエレベーション方向のいずれの方向にビーム方向を傾斜させた場合であっても、実施の形態１の構成の方が比較例の構成に比べてＸＰＤが改善している。

【0043】

このように、単体のアンテナ素子を有するアンテナモジュール、および、アンテナアレイを形成するアンテナモジュールのいずれの場合であっても、逆位相の高周波信号を供給するための給電配線を、２つの給電点の間に平行かつ対称に配置することによって、接地電極の電流分布の対称性を改善し、ＸＰＤを向上させることができる。

【0044】

（変形例）
上述の実施の形態１においては、図２または図３で示したように、アンテナモジュールを平面視した場合に給電配線１５０が略矩形形状である例について説明したが、給電配線の２つの経路が、２つの給電点の間に対称に配置され、かつ各経路長をλ／２とすることができれば、他の形状であってもよい。

【0045】

たとえば、図１１に示されるアンテナモジュール１００Ａのように、給電配線１５０Ａの各経路が円弧状になっており、アンテナモジュールを平面視した場合に円形あるいは楕円形状となるような構成であってもよい。あるいは、図１２に示されるアンテナモジュール１００Ｂのように、給電配線１５０Ｂの各経路が山型（三角形）になっており、アンテナモジュールを平面視した場合に菱形となるような構成であってもよい。

【0046】

また、２つの経路は必ずしも同一の層に形成されなくてもよく、図１３の給電配線１５０Ｃのように、複数の層に配置された配線パターンを用いて形成されていてもよい。給電配線１５０Ｃにおいて、電極板１４５，１４６にそれぞれ接続される配線パターン１５１，１５２は、一方端同士がビア１５５を介して異なる層の配線パターン１５３によって接続されており、他方端同士がビア１５５を介して異なる層の配線パターン１５４によって接続されている。なお、対称性を確保するために、配線パターン１５３および配線パターン１５４は同じ層に形成することが好ましい。このように、複数の層に配置された配線パターンを用いて給電配線１５０Ｃを形成することによって、図１３におけるＷ方向の寸法を小さくすることができ、他の部品あるいは配線の配置の自由度を向上することができる。

【0047】

［実施の形態２］
実施の形態１においては、放射される電波の偏波方向が１方向であるアンテナモジュールについて説明した。実施の形態２においては、直交する２つの偏波方向を放射するデュアル偏波タイプのアンテナモジュールについて説明する。

【0048】

図１４および図１５は、実施の形態２に係るアンテナモジュール１００Ｄを説明するための図である。図１４は、アンテナモジュール１００Ｄの平面図および断面図である。図１５は、アンテナモジュール１００Ｄにおける、アンテナ素子、給電配線および接地電極の位置関係を示す分解斜視図である。アンテナモジュール１００Ｄにおいても、アンテナ素子１２１が１つである場合を例として説明するが、図８で示したようなアンテナアレイの構成であってもよい。なお、図１４の説明において、図２と同じ要素については同じ参照符号を付しており、それらの詳細な説明は繰り返さない。

【0049】

図１４を参照して、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、給電点ＳＰ１，ＳＰ１Ａに加えて、給電点ＳＰ２，ＳＰ２Ａにも高周波信号が供給される。

【0050】

ＲＦＩＣ１１０から供給される高周波信号は、給電配線１８０，１８１（第３給電配線）を介して、アンテナ素子１２１の給電点ＳＰ２（第３給電点）に伝達される。また、ＲＦＩＣ１１０から供給される高周波信号は、給電配線１８０から分岐した給電配線１７０，１８１Ａ（第４給電配線）を介して、給電点ＳＰ２Ａ（第４給電点）に供給される。

【0051】

給電点ＳＰ２は、アンテナ素子１２１の中心から、Ｘ軸の正方向にオフセットした位置に配置されており、給電点ＳＰ２Ａは、アンテナ素子１２１の中心から、Ｘ軸の負方向にオフセットした位置に配置されている。給電点ＳＰ２および給電点ＳＰ２に高周波信号が供給されることによって、アンテナ素子１２１からはＸ軸方向を偏波方向とする電波が放射される。すなわち、給電点ＳＰ１および給電点ＳＰ１Ａで受けた高周波信号によって放射される電波の偏波方向と、給電点ＳＰ２および給電点ＳＰ２Ａで受けた高周波信号によって放射される電波の偏波方向とは、互いに直交している。

【0052】

給電配線１７０は、内部に開口を有する、Ｙ軸方向に細長い矩形形状を有している。図１４の断面図および図１５の分解斜視図に示されるように、給電配線１７０は、給電配線１５０と接地電極ＧＮＤとの間の層に形成される。給電配線１７０は、給電配線１５０と同様に、給電点ＳＰ２と給電点ＳＰ２Ａとに接続される２つの経路（第３経路１７０−１，第４経路１７０−２）を有している。第３経路１７０−１および第４経路１７０−２は、アンテナモジュール１００Ｄを平面視した場合に、給電点ＳＰ２と給電点ＳＰ２Ａを結ぶ直線に対して互いに線対称に配置される。第３経路１７０−１および第４経路１７０−２の経路長は同じであり、アンテナ素子１２１から放射される高周波信号の波長をλとした場合に、略λ／２となるように設定される。

【0053】

給電配線１７０をこのような構成とすることによって、給電点ＳＰ２に供給される高周波信号の位相と、給電点ＳＰ２Ａに供給される高周波信号の位相とは略逆位相となる。これによって、アンテナモジュール１００Ｄにおいては、給電点ＳＰ２および給電点ＳＰ２Ａへの高周波信号の供給によって放射される電波についてのＸＰＤについても改善することができる。

【0054】

［実施の形態３］
実施の形態３においては、デュアル偏波タイプのアンテナモジュールにおいて、逆位相の高周波信号を供給するための給電配線１５０，１７０との間に接地電極が配置される構成について説明する。

【0055】

図１６は、実施の形態３に係るアンテナモジュール１００Ｅの断面図である。図１７は、アンテナモジュール１００Ｅにおける、アンテナ素子、給電配線および接地電極の位置関係を示す分解斜視図である。アンテナモジュール１００Ｅにおいても、アンテナ素子１２１が１つである場合を例として説明するが、図８で示したようなアンテナアレイの構成であってもよい。なお、図１６の説明において、図２および図１４と同じ要素については同じ参照符号を付しており、それらの詳細な説明は繰り返さない。

【0056】

図１６および図１７を参照して、アンテナモジュール１００Ｅは、アンテナモジュール１００Ｄの構成に加えて、給電配線１５０が形成される層と給電配線１７０が形成される層との間の層に配置された接地電極ＧＮＤ１をさらに含む。このような構成とすることによって、給電配線１５０と給電配線１７０との間の結合が抑制されるので、各偏波同士の干渉を低減できるとともに、アンテナ特性の調整が容易になる。

【0057】

また、アンテナモジュール１００Ｅは、接地電極ＧＮＤと接地電極ＧＮＤ１とを接続する複数の柱状導体（ビア）１９０をさらに含む。ビア１９０は、アンテナモジュール１００Ｅを平面視した場合に、接地電極ＧＮＤと接地電極ＧＮＤ１との間に配置されている給電配線１７０の周囲を取り囲むように配置されている。そして、接地電極ＧＮＤと接地電極ＧＮＤ１との間の層において、ビア１９０よりも外周方向の領域（破線で示される領域ＡＲ１）に、その他の信号を伝達する配線層を形成することによって、ＲＦＩＣ１１０からアンテナ素子１２１に供給される高周波信号による、これらの配線層への影響を低減することができる。

【0058】

なお、実施の形態３のアンテナモジュール１００Ｅにおいては、２つの接地電極ＧＮＤ，ＧＮＤ１が設けられる構成であったが、接地電極として給電配線１５０が形成される層と給電配線１７０が形成される層との間の層に配置された接地電極ＧＮＤ１のみを有する構成であってもよい。

【0059】

上述の実施の形態および比較例においては、放射電極と給電配線が共通の誘電体基板内に形成される構成について説明した。しかしながら、アンテナモジュールは、放射電極が誘電体基板の外部に配置される構成であってもよい。たとえば、放射電極が誘電体基板を収容する筐体に配置されており、当該放射電極と誘電体基板内に形成された給電配線とがケーブルあるいは弾性力を付勢することが可能なピンなどの導電体によって接続される構成であってもよい。また、放射電極が誘電体基板とは異なる別の部材に形成されており、放射電極が形成された当該部材が誘電体基板上にはんだ等により実装されることによって、放射電極と給電配線とが接続される構成であってもよい。

【0060】

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。本開示の範囲は、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。

【符号の説明】

【0061】

１０ 通信装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００＃ アンテナモジュール、１１０ ＲＦＩＣ、１１１Ａ〜１１１Ｄ，１１３Ａ〜１１３Ｄ，１１７ スイッチ、１１２ＡＲ〜１１２ＤＲ ローノイズアンプ、１１２ＡＴ〜１１２ＤＴ パワーアンプ、１１４Ａ〜１１４Ｄ 減衰器、１１５Ａ〜１１５Ｄ 移相器、１１６ 信号合成／分波器、１１８ ミキサ、１１９ 増幅回路、１２０ アンテナ装置、１２１ アンテナ素子、１３０ 誘電体基板、１４０，１４１，１４１Ａ，１５０，１５０Ａ〜１５０Ｃ，１７０，１８０，１８１，１８１Ａ 給電配線、１４５，１４６ 電極板、１５１〜１５４ 配線パターン、１５５，１９０ ビア、１６０ はんだバンプ、ＧＮＤ，ＧＮＤ１ 接地電極、ＳＰ１Ａ，ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ２Ａ 給電点。

【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】

【図16】

【図17】