WO2019163376A1

WO2019163376A1 - アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

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Publication number: WO2019163376A1
Application number: PCT/JP2019/002029
Authority: WO
Inventors: 崇基村田; 尾仲　健吾; 弘嗣森
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2019-08-29
Also published as: CN111788740A; CN111788740B; US11450942B2; US20200373646A1

Abstract

アンテナモジュール（１００）は、少なくとも１つのアンテナ素子（１２１）と、接地電極（ＧＮＤ１）と、アンテナ素子（１２１）と接地電極（ＧＮＤ１）との間に設けられアンテナ素子（１２１）が搭載される誘電体層（１３０）とを備える。誘電体層（１３０）を平面視した場合にアンテナ素子（１２１）と接地電極（ＧＮＤ１）とが重なる領域において、誘電体層（１３０）と接地電極（ＧＮＤ１）との間に空間（１３２）が形成される。

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、実効誘電率を低減可能なアンテナ構造に関する。

　国際公開第２０１６／０６７９６９号（特許文献１）には、誘電体基板にアンテナ素子と高周波半導体素子とが一体化して実装されたアンテナモジュールが開示されている。

国際公開第２０１６／０６７９６９号

　このようなアンテナにおいて、送信可能な高周波信号の周波数帯域幅、ピークゲイン、損失などのアンテナ特性は、アンテナ素子が実装される誘電体基板の誘電率によって影響される。

　アンテナの損失特性については、一般的には、誘電体基板の比誘電率（εｒ）および誘電正接（ｔａｎδ）が低いほどよいとされている。そのため、アンテナの高いピークゲインの実現および機器の消費電力の低減のためには、誘電体基板の誘電率の低減が必要とされる。

　一方で、周波数帯域幅については、一般的には誘電体基板の厚み（すなわち、アンテナ素子と接地電極との間の距離）が厚いほど周波数帯域幅は広くなる。近年、特にスマートフォンなどの携帯端末においては、さらなる薄型化が要求されており、アンテナモジュール自体の小型化および薄型化が必要となるが、誘電体基板を薄型化するとアンテナの周波数帯域幅が狭くなってしまうという問題が生じ得る。

　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り、その目的は、アンテナモジュールにおいて、広帯域化と低損失化とを実現することである。

　本開示に従うアンテナモジュールは、少なくとも１つの放射素子と、接地電極と、少なくとも１つの放射素子と接地電極との間に設けられ少なくとも１つの放射素子が搭載される誘電体層とを備える。誘電体層を平面視した場合に少なくとも１つの放射素子と接地電極とが重なる領域において、誘電体層と接地電極との間に空間が形成されている。

　好ましくは、誘電体層は、少なくとも１つの放射素子が配置される第１の部分と、少なくとも１つの放射素子が配置されていない第２の部分とを有する。第２の部分における法線方向の誘電体層の厚みは、第１の部分における法線方向の誘電体層の厚みよりも薄い。

　好ましくは、アンテナモジュールは、少なくとも１つの給電回路と、給電線とをさらに備える。少なくとも１つの給電回路は、誘電体層に搭載され、少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成される。給電線は、誘電体層内に形成され、少なくとも１つの給電回路から少なくとも１つの放射素子に高周波電力を伝送する。

　好ましくは、アンテナモジュールは、誘電体層に搭載され、少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路をさらに備える。少なくとも１つの給電回路は、誘電体層における第１の部分に配置される。

　好ましくは、アンテナモジュールは、誘電体層に搭載され、少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路をさらに備える。少なくとも１つの給電回路は、誘電体層における第２の部分に配置される。

　好ましくは、アンテナモジュールは、誘電体層に搭載され、少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路をさらに備える。誘電体層は、第２の部分よりも法線方向の誘電体層の厚みが厚く、かつ、第１の部分とは異なる第３の部分をさらに有する。少なくとも１つの給電回路は、第３の部分に配置される。

　好ましくは、アンテナモジュールは、第３の部分に配置される他の放射素子をさらに備える。少なくとも１つの給電回路は、第３の部分における他の放射素子が配置される面とは反対の面に配置される。

　好ましくは、少なくとも１つの放射素子は複数であり、誘電体層の平面方向に離間して配列されている。各放射素子に対応して給電回路が設けられる。

　好ましくは、第２の部分の上面は、誘電体層に形成された空間の下面と続いている。
　好ましくは、接地電極は、空間の下面に形成されている。

　好ましくは、誘電体層を平面視した場合に、少なくとも１つの放射素子の全体が上記空間と重なっている。

　好ましくは、誘電体層は、誘電体層の一方の端部が折り曲がって対向している第１の部分と、上記端部が対向していない第２の部分とを有する。第２の部分における法線方向の誘電体層の厚みは、第１の部分における法線方向の誘電体層の厚みよりも薄い。

　好ましくは、誘電体層は、誘電体層の法線方向から平面視した場合に、第１の部分から第２の部分へ向かう誘電体層の延在方向に対して直交する方向に屈曲している。当該屈曲は、第１の部分における空間内において開始される。

　本開示の他の局面に従う通信装置は、上記のいずれかのアンテナモジュールと、少なくとも一部が樹脂で形成された筐体とを備える。アンテナモジュールの少なくとも１つの放射素子は、筐体における上記の樹脂の部分に面するように配置される。

　本開示によるアンテナモジュールにおいては、放射素子（アンテナ素子）が配置される誘電体層と接地電極との間に空間が形成されることによって、放射素子から接地電極までの実効誘電率を低減することができる。したがって、アンテナモジュールにおいて、広帯域化と低損失化とを実現することができる。

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。実施の形態１に係るアンテナモジュールの第１の例の断面図である。比較例のアンテナモジュールの断面図である。実施の形態１に係るアンテナモジュールの第２の例の断面図である。誘電体層の構造の第１の例を説明する図である。誘電体層の構造の第２の例を説明する図である。誘電体層の構造の第３の例を説明する図である。誘電体層の構造の第４の例を説明する図である。図５の構造を用いた場合のアンテナモジュールの例の斜視図である。図４のアンテナモジュールの製造プロセスの第１の例を説明する図である。図４のアンテナモジュールの製造プロセスの第２の例を説明する図である。図４のアンテナモジュールの製造プロセスの第３の例を説明する図である。図４のアンテナモジュールを搭載した通信装置における、アンテナモジュールの配置例である。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、本実施の形態に係るアンテナモジュール１００が適用される通信装置１０の一例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。

　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、高周波素子の一例であるＲＦＩＣ（Radio　Frequency　Integrated　Circuit）１１０と、アンテナアレイ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アレイ１２０から放射するとともに、アンテナアレイ１２０で受信した高周波信号をダウンコンバートしてＢＢＩＣ２００にて信号処理する。

　なお、図１では、説明を容易にするために、アンテナアレイ１２０を構成する複数のアンテナ素子１２１のうち、４つのアンテナ素子（放射素子）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。

　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。

　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。

　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、アンテナアレイ１２０の指向性を調整することができる。

　また、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。

　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。

　（アンテナモジュールの構造）
　図２は、実施の形態１に係るアンテナモジュールの第１の例の断面図である。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、第１誘電体層１３０と、第２誘電体層１３５と、接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２とを含む。なお、図２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つだけ配置される場合について説明するが、複数のアンテナ素子１２１が配置されてもよい。

　第１誘電体層１３０および第２誘電体層１３５（以下、包括的に「誘電体層」とも称する。）は、たとえば、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂で形成される。また、誘電体層は、より低い誘電率を有する液晶ポリマー（Liquid　Crystal　Polymer：ＬＣＰ）あるいはフッ素系樹脂を用いて形成されてもよい。

　第２誘電体層１３５は、たとえば、平板状に形成されており、その表裏面に接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２がそれぞれ積層される。

　第１誘電体層１３０は、接地電極ＧＮＤ１上に部分的に配置され、その表面にはアンテナ素子１２１が配置される。なお、図２において、アンテナモジュール１００を誘電体層の法線方向から平面視した場合に、第１誘電体層１３０が配置される部分（すなわち、法線方向の厚みが厚い部分）を第１の部分１５１と称し、第１誘電体層１３０がなく法線方向の厚みが薄い部分を第２の部分１５２とも称する。このように、アンテナ素子が配置されていない部分（第２の部分１５２）を薄くすることによって、アンテナモジュールが搭載される機器全体の高集積化に寄与することができる。

　ＲＦＩＣ１１０は、接地電極ＧＮＤ２に接するように配置される。ＲＦＩＣ１１０から出力される高周波信号は、給電線１４０を通ってアンテナ素子１２１へと伝送される。給電線１４０は、第２誘電体層１３５を通り、さらに第１誘電体層１３０を通って、アンテナ素子１２１へ接続される。

　なお、図２においては、ＲＦＩＣ１１０は、接地電極ＧＮＤ２の第２の部分１５２に配置されているが、第１の部分１５１に配置されてもよい（図２中の破線部１１０Ａ）。また、第１誘電体層１３０と同じ側の、接地電極ＧＮＤ１上にＲＦＩＣを配置してもよい（図２中の破線部１１０Ｂ）。

　第１誘電体層１３０には、厚み方向（誘電体層の法線方向）に、部分的に空間１３２が形成されている。アンテナ素子１２１は、誘電体層を平面視した場合に、当該空間１３２が形成される領域に少なくともその一部が重なるように配置されている。なお、アンテナ素子１２１の全体が空間１３２と重なることがより好ましい。

　第１の部分１５１における空間１３２の下面は接地電極ＧＮＤ１であり、第２の部分１５２の上面と連続している。

　第１誘電体層１３０と第２誘電体層１３５との間に空間１３２を設ける理由を、図３の比較例を用いて説明する。

　図３は、比較例のアンテナモジュール１００＃の断面図である。図３のアンテナモジュール１００＃においては、図２のアンテナモジュール１００における第１誘電体層１３０が、第１誘電体層１３０＃に置き換えられた構成となっている。第１誘電体層１３０＃は中実であり、図２の第１誘電体層１３０のような空間１３２が形成されていない。

　ここで、アンテナモジュールの特性として、一般的に、送受信可能な周波数帯域幅の広帯域化、および、高周波信号を伝送する際の低損失化が要求される。アンテナの損失特性については、アンテナ素子が配置される誘電体層の比誘電率（εｒ）および誘電正接（ｔａｎδ）が低いほどよいことが一般的に知られており、アンテナの高いピークゲインの実現および機器の消費電力の低減のためには、誘電体層の誘電率を低減することが必要とされる。

　一方で、広帯域化については、一般的に、誘電体層の厚み（すなわち、アンテナ素子と接地電極との間の距離）が厚いほど帯域幅は広くなることが知られている。近年では、特にスマートフォンなどの携帯端末においては、さらなる薄型化のニーズが高く、そのためにアンテナモジュール自体も薄型化することが必要となっている。しかしながら、薄型化の実現のために誘電体層を薄くすると、アンテナの周波数帯域幅が狭くなってしまう可能性がある。

　図３の比較例におけるアンテナモジュール１００＃において、広い周波数帯域幅を確保するためには、第１誘電体層１３０＃の法線方向の厚みを厚くすることが必要となる。しかしながら、その場合には、アンテナモジュールの高さが高くなってしまい、薄型化のニーズにマッチしない。

　一方で、図２の実施の形態１においては、アンテナ素子１２１が配置される第１誘電体層１３０において、アンテナ素子１２１と接地電極ＧＮＤ１との間に空間１３２が形成されているため、アンテナ素子１２１と接地電極ＧＮＤ１との距離が図３の比較例と同じであっても、アンテナ素子１２１と接地電極ＧＮＤ１との間の実効誘電率をより低くすることができる。したがって、アンテナ素子１２１が配置される第１誘電体層１３０に空間１３２を設けることで、周波数帯域幅の改善と損失の低減とを実現することが可能となる。

　本実施の形態１のように、第１誘電体層１３０に空間１３２を形成することでアンテナ素子１２１と接地電極ＧＮＤ１との間の実効誘電率が低減できるため、周波数帯域幅およびアンテナ利得を改善することができる。あるいは、第１誘電体層１３０の厚みを薄くしてさらに実効誘電率の低減および低背化を図ることも可能である。

　図４は、実施の形態１に係るアンテナモジュールの第２の例の断面図である。図４のアンテナモジュール１００Ａにおいては、図２のアンテナモジュール１００の構成に加えて、接地電極ＧＮＤ１上に配置された第３誘電体層１３０Ａが設けられており、当該第３誘電体層１３０Ａ上にアンテナ素子１２１Ａがさらに配置されている。アンテナ素子１２１Ａには、給電線１４０Ａを介して高周波信号が伝送される。

　アンテナモジュール１００を誘電体層の法線方向から平面視した場合に、第３誘電体層１３０Ａが配置される部分を第３の部分１５３と称する。図４の第３の部分１５３においては、第３誘電体層１３０Ａには空間が設けられていないが、第１誘電体層１３０と同様に空間を設けるようにしてもよい。

　図４においては、ＲＦＩＣ１１０は、接地電極ＧＮＤ２の第２の部分１５２に接するように配置されているが、接地電極ＧＮＤ２における第１の部分１５１あるいは第３の部分１５３に配置されてもよい。

　（第１誘電体層の具体例）
　次に、図５～図８を用いて、空間を形成する第１誘電体層の構造のいくつかの例について説明する。図５～図８においては、矩形状の複数のアンテナ素子１２１（パッチアンテナ）で形成されたアレイアンテナの場合について説明する。

　図５の例は、図２と同様に、第１誘電体層１３０の断面はＬ型形状となっており、１つの支持部１３１によって接地電極ＧＮＤ１上に取付けられている。第１誘電体層１３０は、図５（ａ）のように、第１の部分１５１から第２の部分１５２へ向かう方向に対して直交する平面方向に延在しており、複数の（図５では、４つの）アンテナ素子１２１が、略等間隔で離間して配置されている。

　図６の例では、断面がＣ型形状の第１誘電体層１３０Ｂの例である。第１誘電体層１３０Ｂは、図６（ａ）におけるアンテナ素子１２１の配列方向に延在する２つの支持部１３１Ｂによって接地電極ＧＮＤ１上に取付けられており、２つの支持部１３１Ｂの間に空間１３２Ｂが形成されている。

　図７の第１誘電体層１３０Ｃの例においては、矩形状の各アンテナ素子１２１の３辺に沿って支持部が形成されており、各アンテナ素子１２１に対して空間１３２Ｃが個別に形成されている。

　図８の例は、複数のアンテナ素子１２１が二次元的に配列された場合の例であり、図８では２×４の８個のアンテナ素子１２１が配置されている。そして、第１誘電体層１３０Ｄは、矩形状の各アンテナ素子１２１の４辺に沿って支持部が形成されており、各アンテナ素子１２１に対して空間１３２Ｄが個別に形成されている。

　なお、図５～図８のいずれにおいても、誘電体層の法線方向から平面視した場合に、各アンテナ素子１２１の全体が空間１３２と重なっているが、アンテナ素子１２１と支持部が部分的に重なっていてもよい。ただし、その場合でも、アンテナの指向性の観点から、アンテナ素子１２１と支持部との重なり部分が、平面視した場合に対称であって、かつ各アンテナ素子１２１で同様であることが好ましい。

　図９は、図５の構造の第１誘電体層を用いた場合のアンテナモジュールの例の斜視図である。図９に示されるように、複数のアンテナ素子１２１は、図９におけるＹ方向に延在する第１誘電体層１３０上に離間して配列されている。

　各アンテナ素子１２１に対して、図９のＸ方向に離間した接地電極ＧＮＤ１上にＲＦＩＣ１１０が配列されている。各ＲＦＩＣ１１０は、対応するアンテナ素子１２１に対して高周波信号を伝送する。

　以上のように、アンテナモジュールにおいて、アンテナ素子が配置される誘電体層の部分に、アンテナ素子と接地電極との間に空間を設けることによって、アンテナ素子と接地電極との距離を確保しつつ実効誘電率を低減することが可能となる。これによって、周波数帯域幅を維持しながら、損失を低減してアンテナ性能を向上させることができる。

　（製造プロセス）
　次に、図１０～図１３を用いて、本実施の形態１に従うアンテナモジュールの製造プロセスについて説明する。なお、以下の説明においては、図４で示したアンテナモジュール１００Ａの場合を例として説明する。

　（第１プロセス例）
　図１０は、図４のアンテナモジュール１００Ａの製造プロセスの第１の例を説明する図である。

　まず、図１０（ａ）を参照して、第２誘電体層１３５の表面および裏面に、接地電極ＧＮＤ１および接地電極ＧＮＤ２を積層する。

　第１誘電体層１３０は、アンテナ素子１２１，１２１Ａが配置される第１層１３０＿１と、空間１３２が形成される第２層１３０＿２とを積層することにより形成される。まず、第２層１３０＿２が接地電極ＧＮＤ１上に積層される。このとき、空間１３２を形成する部分には、たとえばステンレス鋼などの、第１誘電体層１３０とは異なる材料の部材１５０が配置される。

　第２層１３０＿２の上に第１層１３０＿１が積層され、さらに第１層１３０＿１上にアンテナ素子１２１，１２１Ａが配置される。また、第２誘電体層１３５の裏面側の接地電極ＧＮＤ２には、ＲＦＩＣ１１０が配置される。

　その後、図１０（ｂ）に示されるように、図４の第２の部分１５２に対応する部分の第１層１３０＿１および第２層１３０＿２が、レーザ加工あるいは切削加工により、接地電極ＧＮＤ２が露出するまで除去される。

　そして、第１誘電体層１３０が除去された空間１５５の部分から、部材１５０を抜取ることにより、アンテナ素子１２１の下部に空間１３２が形成される（図１０（ｃ））。

　なお、上記の説明においては、部材１５０を物理的に抜取る場合について説明したが、たとえば、部材１５０を溶解可能な樹脂等で形成し、エッチングにより化学的に除去するようにしてもよい。

　以上のように、図１０の製造プロセスにおいては、空間１３２を形成すべき部分に第１誘電体層１３０とは異なる材料の部材１５０を配置した状態で各層を順次積層し、第２の部分１５２に対応する第１誘電体層１３０を除去後、除去されてできた空間１５５から部材１５０を取り除くことによって空間１３２が形成される。

　（第２プロセス例）
　図１１は、アンテナモジュール１００Ａの製造プロセスの第２の例を説明する図である。図１１で示すプロセス例においては、図１０のような、第１誘電体層１３０の除去工程および部材１５０の抜取工程を用いず、すべて積層工程のみでアンテナモジュール１００Ａを製造する例について説明する。

　まず図１１（ａ）を参照して、第１の部分１５１は、アンテナ素子１２１の上に第１誘電体層１３０の本体部分１３３および支持部１３１を積層することによって形成される。また、第３の部分１５３は、アンテナ素子１２１Ａの上に第１誘電体層１３０Ａの本体部分１３３Ａおよび支持部１３１Ａを積層することによって形成される。なお、第３の部分１５３については、本体部分１３３Ａと支持部１３１Ａとの積層構造ではなく、１つの部材として形成してもよい。

　その後、図１１（ａ）で形成した第１誘電体層１３０の第１の部分１５１および第１誘電体層１３０Ａの第３の部分１５３の上下が反転され、第２誘電体層１３５の表面の接地電極ＧＮＤ１上に積層される。また、図１０の例と同様に、第２誘電体層１３５の裏面側の接地電極ＧＮＤ２にＲＦＩＣ１１０が配置される。

　このように、図１１においては、アンテナ素子１２１，１２１Ａ上に第１誘電体層の本体部分と支持部とを積層し、それらを上下反転して第２誘電体層１３５に積層することで空間１３２が形成される。したがって、レーザ加工等による第１誘電体層の除去工程、および、空間１３２を形成する部分に予め配置された部材１５０の抜取工程を用いることなく、空間１３２を形成することができる。

　なお、この第２の例のプロセスは、図８のように空間の４辺に支持部が形成されるような場合に特に有効である。

　（第３プロセス例）
　図１２は、アンテナモジュール１００Ａの製造プロセスの第３の例を説明する図である。図１２で示すプロセス例においては、柔軟性を有する平板状の誘電体層（フレキシブル基板）の端部を折曲げることによって、空間１３２を伴う第１の部分１５１を形成する例について説明する。

　まず、図１２（ａ）を参照して、平板状の誘電体層１３０Ｅの端部１３６以外の部分の表面および裏面に、接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２をそれぞれ積層する。その後、図１２（ｂ）のように、接地電極ＧＮＤ１との間に空間１３２が形成されるように端部１３６が折り曲げられて、図４の第１の部分１５１が形成される。そして、形成された部分にアンテナ素子１２１が配置される。なお、アンテナ素子１２１は、接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２がそれぞれ積層される工程において端部１３６の裏面に積層されてもよい。

　また、接地電極ＧＮＤ１上に第３誘電体層１３０Ａを積層し、さらにその上にアンテナ素子１２１Ａを積層することによって、第３の部分１５３が形成される。そして、接地電極ＧＮＤ２にＲＦＩＣ１１０が配置される（図１０（ｃ））。

　なお、上記の説明においては、第３の部分を積層構造によって形成しているが、第１の部分と同様に誘電体層の他の端部を折り曲げることによって形成してもよい。このとき、第１の部分のような空間が不要であれば、折り曲げられた誘電体層と接地電極ＧＮＤ１とを密着させる。

　このように、図１２においては、誘電体層の端部を、接地電極ＧＮＤ１との間に空間を維持した状態で折り曲げ、接地電極と対向させることによって、第１誘電体層に対応する部分が形成される。

　（通信装置への取付例）
　図１３は、図４のアンテナモジュール１００Ａを搭載した通信装置１０における、アンテナモジュール１００Ａの配置例を説明するための図である。

　図１３を参照して、アンテナモジュール１００ＡのＲＦＩＣ１１０は、第２誘電体層１３５とは反対の面において、図示しないはんだバンプ等を介して実装基板５０に接続される。実装基板５０は、アンテナモジュール１００Ａを固定するための基板として機能するだけではなく、ＲＦＩＣ１１０で発生する熱を逃がすためのヒートシンクとしても機能する。

　アンテナモジュール１００Ａのアンテナ素子１２１，１２１Ａは、通信装置１０の外部へ電波を放射するとともに、外部からの電波を受信するために、通信装置１０の筐体２０に近接した位置に配置される。

　一般的に金属材料は電波に対してはシールドとして機能し得るため、筐体２０が金属材料で形成される場合には、電波を通過可能な樹脂で形成された樹脂部３０を部分的に形成し、アンテナ素子１２１，１２１Ａを当該樹脂部３０に面するように配置する。これにより、金属製の筐体の影響を受けにくくして、適切に電波の送受信を行なうことができる。なお、各アンテナ素子１２１，１２１Ａ，１２１Ｂと樹脂部３５，３５Ａとの間には隙間があってもよい。

　なお、筐体２０の全体が樹脂で形成される場合には、任意の場所にアンテナ素子１２１，１２１Ａを配置することができる。

　［実施の形態２］
　実施の形態１のアンテナモジュールにおいては、アンテナ素子を配置する誘電体層が、平面視した場合に略矩形状であり、たとえば図４における２つのアンテナ素子が直線状に配置される構成について説明した。

　アンテナモジュールは、スマートフォンのような小型かつ薄型の通信装置に用いられ、装置内の制限された空間に配置することが求められる場合がある。この場合に、アンテナモジュールの取付場所によっては、２つのアンテナ素子をオフセットさせて配置することが必要となる場合がある。そうすると、直線状のアンテナ配置では、誘電体層に対して機械的応力が加わってしまい誘電体層に割れ等が発生する可能性がある。

　そこで、実施の形態２においては、アンテナモジュールの誘電体層をクランク形状として２つのアンテナ素子をオフセットして配置する構成について説明する。

　図１４は、実施の形態２に従うアンテナモジュール１００Ｂを説明するための図である。図１４（ａ）には断面図が示されており、図１４（ｂ）には平面図が示されている。なお、図１４においては、図４で説明したアンテナモジュール１００Ａと比較すると、第２誘電体層１３５が第２誘電体層１３５Ｂに置き換わっている点、および、ＲＦＩＣ１１０が第３の部分１５３に配置されている点が異なっているのみであり、その他の部分については図４と同様である。そのため、図１４において図４と重複する部分の説明は繰り返さない。

　図１４を参照して、第２誘電体層１３５Ｂは、平面視（図１４（ｂ））した場合に、第１の部分１５１から第２の部分１５２に向かう延在方向に対して直交する方向に屈曲している。すなわち、第１の部分１５１から第３の部分１５３に向けて略Ｓ字状に屈曲している。これにより、アンテナ素子１２１とアンテナ素子１２１Ａとがオフセットした状態で配置することができる。なお、オフセット量については、当該アンテナモジュール１００Ｂが実装される装置に応じて設計される。

　ここで、第１の部分１５１側の屈曲開始点ＳＰは、第１の部分１５１における空間１３２内に設定される。このようにすることによって、第１の部分１５１と第２の部分１５２との境界を開始点とするよりも、第２誘電体層１３５Ｂの屈曲部分の曲率を緩やかにできる。そのため、アンテナモジュール１００Ｂを取り付ける際などに、第２誘電体層１３５Ｂに加わる機械的応力を低減することができる。

　なお、上記の実施の形態においては、放射電極が誘電体層の表面に配置される構成を例として説明したが、放射電極は、誘電体層の内部に配置される構成であってもよい。すなわち、放射電極は、誘電体層から露出していなくてもよく、レジストあるいは薄膜の誘電体層であるカバーレイによって覆われていてもよい。また、接地電極についても同様に、誘電体層の内部に形成される構成であってもよい。

　また、上記の実施の形態では、ＲＦＩＣ１１０からの給電線が通過する誘電体層１３０Ｅ，１３５，１３５Ｂの部分が、当該誘電体層の両面に接地電極が配置されたストリップラインを形成する例について説明した。しかしながら、これらの誘電体層は、誘電体層の片方のみに接地電極が配置されたマイクロストリップライン、あるいは、誘電体層において接地電極と給電線とが同層に配置されたコプレーナラインとして形成されてもよい。

　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。

　１０　通信装置、２０　筐体、３０　樹脂部、５０　実装基板、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００＃　アンテナモジュール、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ　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　アンテナアレイ、１２１，１２１Ａ　アンテナ素子、１３０，１３０＿１，１３０＿２，１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｄ，１３０＃，１３０Ｅ，１３５，１３５Ｂ　誘電体層、１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ　支持部、１３２，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄ，１５５　空間、１３３，１３３Ａ　本体部、１３６　端部、１４０，１４０Ａ　給電線、１５０　部材、１５１　第１の部分、１５２　第２の部分、１５３　第３の部分、ＧＮＤ１，ＧＮＤ２　接地電極、ＳＰ　屈曲開始点。

Claims

　少なくとも１つの放射素子と、
　接地電極と、
　前記少なくとも１つの放射素子と前記接地電極との間に設けられ、前記少なくとも１つの放射素子が搭載される誘電体層とを備え、
　前記誘電体層を平面視した場合に前記少なくとも１つの放射素子と前記接地電極とが重なる領域において、前記誘電体層と前記接地電極との間に空間が形成されている、アンテナモジュール。
　前記誘電体層は、前記少なくとも１つの放射素子が配置される第１の部分と、前記少なくとも１つの放射素子が配置されていない第２の部分とを有し、
　前記第２の部分における法線方向の前記誘電体層の厚みは、前記第１の部分における法線方向の前記誘電体層の厚みよりも薄い、請求項１に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層に搭載され、前記少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路と、
　前記誘電体層内に形成され、前記少なくとも１つの給電回路から前記少なくとも１つの放射素子に高周波電力を伝送するための給電線とをさらに備える、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層に搭載され、前記少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路をさらに備え、
　前記少なくとも１つの給電回路は、前記誘電体層における前記第１の部分に配置される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層に搭載され、前記少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路をさらに備え、
　前記少なくとも１つの給電回路は、前記誘電体層における前記第２の部分に配置される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層に搭載され、前記少なくとも１つの放射素子に高周波電力を供給するように構成された少なくとも１つの給電回路をさらに備え、
　前記誘電体層は、前記第２の部分よりも法線方向の前記誘電体層の厚みが厚く、かつ、前記第１の部分とは異なる第３の部分をさらに有し、
　前記少なくとも１つの給電回路は、前記第３の部分に配置される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
　前記第３の部分に配置される他の放射素子をさらに備え、
　前記少なくとも１つの給電回路は、前記第３の部分における前記他の放射素子が配置される面とは反対の面に配置される、請求項６に記載のアンテナモジュール。
　前記少なくとも１つの放射素子は複数であり、前記誘電体層の平面方向に離間して配列されており、
　各放射素子に対応して前記給電回路が設けられる、請求項３に記載のアンテナモジュール。
　前記第２の部分の上面は、前記誘電体層に形成された前記空間の下面と続いている、請求項２に記載のアンテナモジュール。
　前記接地電極は、前記空間の下面に形成されている、請求項８に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層を平面視した場合に、前記少なくとも１つの放射素子の全体が前記空間と重なっている、請求項１に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層は、前記誘電体層の一方の端部が折り曲がって対向している第１の部分と、前記端部が対向していない第２の部分とを有し、
　前記第２の部分における法線方向の前記誘電体層の厚みは、前記第１の部分における法線方向の前記誘電体層の厚みよりも薄い、請求項１に記載のアンテナモジュール。
　前記誘電体層は、前記誘電体層の法線方向から平面視した場合に、前記第１の部分から前記第２の部分へ向かう前記誘電体層の延在方向に対して直交する方向に屈曲しており、当該屈曲は、前記第１の部分における前記空間内において開始される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
　請求項１～１３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であって、
　少なくとも一部が樹脂で形成された筐体を備え、
　前記アンテナモジュールの前記少なくとも１つの放射素子は、前記筐体における前記樹脂の部分に面するように配置される、通信装置。