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JP2004015160A - Module with antenna - Google Patents

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Publication number
JP2004015160A
JP2004015160A JP2002162599A JP2002162599A JP2004015160A JP 2004015160 A JP2004015160 A JP 2004015160A JP 2002162599 A JP2002162599 A JP 2002162599A JP 2002162599 A JP2002162599 A JP 2002162599A JP 2004015160 A JP2004015160 A JP 2004015160A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
module
circuit
base
slot antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002162599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Katsumata
勝俣 正史
Toshiichi Endo
遠藤 敏一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2002162599A priority Critical patent/JP2004015160A/en
Publication of JP2004015160A publication Critical patent/JP2004015160A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a module with antenna entirely small in size, the entire thickness of which is thin, and providing ease of manufacture. <P>SOLUTION: The module with antenna used at least for any of mobile communications, local area networks, and GPS receivers includes: a base made of a resin or a hybrid material formed composite with a resin and a ceramic; a slot antenna configured on one surface of the base; a shield conductor for almost entirely covering the surfaces of the base other than that above; and a signal processing circuit for processing at least either of a received signal and a transmitted signal by the slot antenna and provided inside the base. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信、ローカル・エリア・ネットワーク、GPS受信機のうちの少なくとも1つに使用するアンテナ付モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
図10は、従来例のアンテナ付モジュールAM11を示す斜視図である。図10(2)は、図10(1)の裏面方向から見た斜視図である。
【0003】
従来例のアンテナ付モジュールAM11は、特開2001−339239公報に記載され、基板114上に、パッチ状のアンテナ素子111、112が配置され、基板114の内部に、GND層113とRF回路116とが構成されている。このように、従来のアンテナ付モジュールAM11は、アンテナ111を周囲に配置し、RF回路116を内部に構成することによって、お互いの影響を最小限に抑えている。
【0004】
図11は、従来例のアンテナ付モジュール(円偏波パッチアンテナ装置)AM12を示す斜視図である。図11(2)は、図11(1)の内側から見た斜視図である。
【0005】
従来のアンテナ付モジュールAM12は、立方体の各表面に円偏波のパッチアンテナ素子102a、102b、102cを配置し、その内部に、GND導体107と、RF回路192とが設けられているモジュールである。
【0006】
従来のアンテナ付モジュールAM11、AM12は、円偏波のアンテナ指向性を無指向に近い状態にし、しかも、RF回路を内蔵化することを目的とするアンテナモジュールである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報(特開2001−339239公報)において、アンテナ付モジュールAM11とともに、基板の内部の中心部に配置されているRF回路を、シールドで完全に覆った構造が開示されているが、この例は、厚みが非常に厚いという問題があり、しかも、その製造が困難であるという問題がある。
【0008】
また、従来のアンテナ付モジュールAM12において、RF回路192は、GND導体107で完全にシールドされているので、RF回路192のシールド性は非常に高いが、形状を小型化にすることが困難であるという問題があり、しかも、その製造が困難であるという問題がある。
【0009】
本発明は、アンテナ付モジュールの全体の厚みが薄く、また、その製造が容易であり、しかも、全体の形状が小型であるアンテナ付モジュールを提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体通信、ローカル・エリア・ネットワーク、GPS受信機のうちの少なくとも1つに使用するアンテナ付モジュールにおいて、樹脂、または樹脂とセラミックをコンポジットしたハイブリッド材料によって構成されている基体と、上記基体の1つの表面に構成されているスロットアンテナと、上記基体における上記1つの表面以外の表面をほぼ全面的に覆うシールド導体と、上記スロットアンテナで受信、送信のうちの少なくとも一方を行う信号を処理し、しかも、上記基体の内部に設けられている信号処理回路とを有するアンテナ付モジュールである。
【0011】
【発明の実施の形態および実施例】
図1は、本発明の第1の実施例であるアンテナ付モジュールAM1を示す斜視図である。
【0012】
図2は、アンテナ付モジュールAM1の断面図である。
【0013】
アンテナ付モジュールAM1は、移動体通信、ローカル・エリア・ネットワーク、GPS受信機のうちの少なくとも1つに使用するアンテナ付モジュールである。
【0014】
アンテナ付モジュールAM1は、基体10と、スロットアンテナ20と、シールド導体30と、RF回路40とを有する。
【0015】
基体10は、樹脂によって構成され、または、樹脂とセラミックをコンポジットしたハイブリッド材料によって構成されている直方体である。なお、基体10の形状は、直方体以外の多面体であってもよい。
【0016】
スロットアンテナ20は、基体10の1つの表面S1に構成されている。
【0017】
シールド導体30は、1つの表面S1以外の表面S2、S3、S4、S5、S6をほぼ全面的に覆うシールドである。なお、表面S6は、表面S5に対向する表面である。また、表面S2〜S6のそれぞれは、基体10の表面であるが、図において、基体10の表面から引き出し線を引き出した場合、引き出し線の先端の位置を明確に表示することが困難であるので、便宜上、シールド導体30から引き出し線を引き出している。
【0018】
図2においては、共振器を構成するために一方を接地するので、シールド導体と接続されていてもよい。ただし、非接地の回路端部を側面に引き出す場合、シールド導体とは接続しない。
【0019】
さらに、スロットアンテナ20と、シールド導体30とは接続されている。
【0020】
RF回路40は、スロットアンテナ20で、受信、送信のうちの少なくとも一方を行う信号を処理し、しかも、基体10の内部に設けられている回路である。
【0021】
アンテナ付モジュールAM1は、樹脂またはハイブリッド材料によって構成され、多層構造を有する。
【0022】
スロットアンテナ20は、四角形の対角の2頂点が面取りされた円偏波励振用のパターンを有する。そして、基体10の内部には、そのスロットアンテナ20に給電する給電用ストリップライン50を有する。基体10の誘電率とアンテナの設計原理とに応じて、給電用ストリップライン50の幅、長さを、任意に構成することができる。
【0023】
また、スロットアンテナ20として、概略正方形の2コーナーを面取りしたものに限らず、円形、垂直ハの字状に構成したλ/2長スロットを使用するようにしてもよく、このようにしても、円偏波を励振することができる。
【0024】
なお、上記実施例では、円偏波を励振するが、スロットアンテナ20の代わりに、直線偏波のスロットアンテナを使用するようにしてもよい。
【0025】
そして、基体10の内部には、アンテナおよびストリップライン用のGND層60が構成されている。
【0026】
GND層60を挟んで、スロットアンテナ20の反対側には、RF回路40が構成され、基体10内に、ストリップラインで構成されているバンドパスフィルタ70が設けられている。スロットアンテナ20の給電用ストリップライン50を構成する場合と同様に、バンドパスフィルタ(BPF)70を構成する。
【0027】
また、GND層60を挟んで、スロットアンテナ20の構成面と反対の面に構成されているキャビティCの内部に、バンドパスフィルタ70以外のRF回路40の構成部品が配置され、これらの構成部品は、チップ部品を搭載することによって配置されている。
【0028】
キャビティCを構成する場合、一般的なプリント基板工法で作成された基体10に、ドリルやサンドブラスト、レーザ加工等によって、キャビティCを構成する。キャビティC内にRF回路40の部品を実装した後に、キャビティC内を封止樹脂で埋め、チップ部品の表面が完全に覆われるように構成する。
【0029】
その後、基体10の表面に無電解メッキと電解メッキとを施し、封止樹脂の表面も、シールド導体30になるようにする。もし、上記メッキ後に、表面のパターンをパターニングする必要があれば、エッチング等によってパターニングし、必要であれば、外部接続端子等を構成する。
【0030】
基体10の材料の一種である樹脂として、エポキシ、BTレジン、ポリイミド樹脂、PPE、フェノール樹脂、テフロン(登録商標)、ビニルベンジル等が考えられる。
【0031】
また、基体10の材料の一種であるハイブリッド材料として、上記樹脂材料の内部に、セラミックをコンポジットした材料が考えられる。上記セラミックとして、コーディライト、フォルステライト、アルミナ、ガラス系セラミック、酸化チタン系セラミック、またはこれらの混合物が考えられる。
【0032】
これらの材料を選択する場合、使用する周波数や要求特性に応じて、適宜選択すればよい。特に、高いQ特性や高い誘電率を必要とする場合は、ハイブリッド材料を選択することが好ましい。また、上記の導体(内層、外層)には、銅、金、銀、パラジウム、アルミニウム、ニッケル、スズ、白金、それらの合金等が使用されている。
【0033】
図3は、本発明の第2の実施例であるアンテナ付モジュールAM2を示す斜視図である。
【0034】
図4は、本発明の第2の実施例であるアンテナ付モジュールAM2を示す断面図である。
【0035】
アンテナ付モジュールAM2は、アンテナ付モジュールAM1において、RF回路40の代わりにRF回路41を設け、RF回路41は、スロットアンテナ20が設けられている側に構成され、また、RF回路41近傍の基体10がくり貫かれ、封止樹脂を有しない空間(キャビティC1)で構成されている実施例である。
【0036】
アンテナ付モジュールAM2を製造する方法は、アンテナ付モジュールAM1を製造する方法と基本的には同じであり、基体10を構成した後に、スロットアンテナ20の内側に、キャビティC1を構成する。そして、キャビティC1に、RF回路41を構成する。この場合、キャビティC1には、樹脂等を埋めない。
【0037】
なお、キャビティC1を樹脂等で埋めるようにしてもよく、このようにすれば、誘電率が増加し、波長短縮効果によって、アンテナ全体を小さくすることができ、また、高い周波数の進入を阻止することができる。
【0038】
また、キャビティC1の内壁に、導体が設けられていない。つまり、スロットアンテナ20に影響が出ることを阻止するために、キャビティC1の内壁に導体を設けない。また、キャビティC1に樹脂を埋めてもよいが、この場合、スロットアンテナ20に影響が出ることを阻止するために、上記埋めた樹脂の表面に導体を設けない。
【0039】
上記のように、基体10の内部に、RF回路41を設けるので、スロットアンテナ20が設けられていない部分を有効利用することができ、したがって、RF回路41の体積だけ、アンテナ付モジュールの全体を薄型化することができる。
【0040】
なお、アンテナ付モジュールAM2において、GND層61は、基体10を全部分断するのではなく、図4中、左部分に、シールド導体30(表面S3側)とGND層61との間に隙間が存在している。このように、GND層61が、基体10を全部分断しないようにすると、GND層61を境に基体10が剥離する可能性が少なくなり、したがって、モジュールAM2全体の強度が高いといえる。
【0041】
図5は、本発明の第3の実施例であるアンテナ付モジュールAM3を示す断面図である。
【0042】
アンテナ付モジュールAM3は、アンテナ付モジュールAM2において、ベースバンド回路部42を付加した実施例である。
【0043】
つまり、アンテナ付モジュールAM2を作る場合と同様に、スロットアンテナ20とRF回路41とを作成し、この裏面(アンテナ付モジュールAM2においてスロットアンテナ20と対向する表面(ひょうめん))に、ベースバンド回路部42が構成されている。
【0044】
ベースバンド回路42は、通常の部品が実装されたものであり、ベースバンド回路42がシールドケース80で覆われている。この場合、ベースバンド回路42が、非常に高い電圧のノイズを発生し、このノイズがRF回路41に周り込むと、特性に大きな影響を与える。この影響を抑制するために、RF回路41とベースバンド回路42との間に、GND層62が設けられている。
【0045】
また、アンテナ付モジュールAM3では、スロットアンテナ20への給電は、ストリップラインからではなく、スロットアンテナ20の構成面と同一面に設けられている給電部から結合容量CCで給電する。このようにする場合、このパターン間の精度が非常に重要であるが、アンテナ付モジュールAM3では、エッチング等によって非常に精度よく、パターンを構成することができる。一方、シールドケースのような構成方法では、精度を上げることは困難である。
【0046】
図6は、本発明の第4の実施例であるアンテナ付モジュールAM4を示す断面図である。
【0047】
アンテナ付モジュールAM4は、GND層60に関して、スロットアンテナ20とは逆の位置に、キャビティC2、C3を設け、キャビティC2、C3にそれぞれ、RF回路40、ベースバンド回路42が設けられている実施例である。
【0048】
アンテナ付モジュールAM4において、RF回路40とベースバンド回路42との干渉を防止するために、互いに異なるキャビティC2、C3を構成し、キャビティC2、C3のそれぞれの内壁を、メッキM1、M2によってシールドしている。このようにすることによって、アンテナ付モジュールAM3よりも薄型化が可能になる。この場合、メッキM1、M2以外の手段によって、RF回路40とベースバンド回路42との干渉を防止するようにしてもよい。
【0049】
なお、キャビティC2、C3に、それぞれ、埋め込み樹脂12、13が設けられているが、これら埋め込み樹脂12,13を省略するようにしてもよい。
【0050】
図7は、本発明の第5の実施例であるアンテナ付モジュールAM5を示す断面図である。
【0051】
アンテナ付モジュールAM5は、アンテナ付モジュールAM1において、基体10の内部にインダクタ81と、コンデンサ82と、共振器83とを内層した実施例である。
【0052】
インダクタ81、コンデンサ82、共振器83として、それぞれに適した材料を使用することができ、コンデンサ82には、Highεのハイブリッド材料が使用され、インダクタ81、共振器83には、Lowε、HighQのハイブリッド材料が使用されている。また、スロットアンテナ20として、使用する周波数、要求特性に応じて、誘電率、Qを最適にしたハイブリッド材料を使用することができる。
【0053】
基体10の基本的な製造方法は、他の実施例の場合と同様である。このようにすることによって、部品のより小型化、より薄型化が可能になる。
【0054】
図8は、アンテナ付モジュールAM5の層構成を示す分解図である。
【0055】
図8において、アンテナ付モジュールAM5は、層1〜9によって構成され、RF回路40を実装する実装用ランドパターン84、インナービア85が設けられている。
【0056】
アンテナ付モジュールAM5を製造する場合、コア基板とプリプレグを交互に重ねる方法や、コア基板にRCCを上下に積み重ねるビルドアップ工法等、一般的なプリント基板の積層工法によって製造する。
【0057】
また、アンテナ付モジュールAM1〜AM5では、基体10の側面のシールド導体を、メッキによって構成しているが、内部メッキを施した貫通スルーホールを、使用周波数に対して影響がない程度に高密度に配列することによって、シールド導体を構成するようにしてもよい。
【0058】
図9は、RF回路40、41、ベースバンド回路42が使用されているGPS受信機90の回路構成例を示すブロック図である。
【0059】
なお、本明細書において、RF回路40、41は、スロットアンテナ20の後段からA/D変換回路までの回路であり、ベースバンド回路42は、RF回路40、41の後段の回路である。また、本明細書において、RF回路40または41と、ベースバンド回路42とを、信号処理回路と表現する。
【0060】
つまり、アンテナ付モジュールAM5において、上記信号処理回路に使用されているインダクタ、コンデンサ等のパッシブ素子の一部は、基体10の内部に、層状に構成されている。
【0061】
上記各実施例によれば、高特性のスロットアンテナを内蔵した高周波モジュールが、小型であり、薄型であり、また、シールド性が高い。さらに、スロットアンテナ20への給電パターンと、スロットアンテナ20との距離を精度よく構成することができるので、バラツキが少なく、量産性が高い。
【0062】
なお、上記各実施例において、シールド導体30は、基体10の1つの表面S1以外の表面S2〜S6の全てを覆う必要はなく、表面S2〜S6のほぼ全面的を覆っていれば足りる。
【0063】
【発明の効果】
本発明によれば、移動体通信、ローカル・エリア・ネットワーク、GPS受信機のうちの少なくとも1つに使用するアンテナ付モジュールの全体の厚みを薄くすることができ、また、その製造が容易であり、しかも、全体の形状が小型であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例であるアンテナ付モジュールAM1の斜視図である。
【図2】アンテナ付モジュールAM1の断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例であるアンテナ付モジュールAM2の斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施例であるアンテナ付モジュールAM2の断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例であるアンテナ付モジュールAM3の断面図である。
【図6】本発明の第4の実施例であるアンテナ付モジュールAM4の断面図である。
【図7】本発明の第5の実施例であるアンテナ付モジュールAM5の断面図である。
【図8】アンテナ付モジュールAM5の層構成を示す分解図である。
【図9】RF回路、ベースバンド回路を示すGPS受信機の回路構成を示すブロック図である。
【図10】従来例のアンテナ付モジュールAM11を示す斜視図である。
【図11】従来例のアンテナ付モジュール(円偏波パッチアンテナ装置)AM12を示す斜視図である。
【符号の説明】
AM1〜AM5…アンテナ付モジュール、
10…基体、
11、12、13…埋め込み樹脂、
20…スロットアンテナ、
21…アンテナ用導体、
30…シールド導体、
40、41…RF回路、
42…ベースバンド回路、
50…ストリップライン、
60、61…GND層、
70…BPF、
80…シールドケース、
C1、C2…キャビティ、
CC…結合容量。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a module with an antenna for use in at least one of a mobile communication, a local area network, and a GPS receiver.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 is a perspective view showing a conventional module with antenna AM11. FIG. 10B is a perspective view of FIG. 10A as viewed from the back.
[0003]
A conventional module with antenna AM11 is described in JP-A-2001-339239, in which patch-like antenna elements 111 and 112 are arranged on a substrate 114, and a GND layer 113 and an RF circuit 116 are provided inside the substrate 114. Is configured. As described above, in the conventional module with antenna AM11, the influence of each other is minimized by arranging the antenna 111 around and configuring the RF circuit 116 inside.
[0004]
FIG. 11 is a perspective view showing a conventional module with antenna (circularly polarized patch antenna device) AM12. FIG. 11 (2) is a perspective view as seen from the inside of FIG. 11 (1).
[0005]
The conventional module AM12 with an antenna is a module in which circularly polarized patch antenna elements 102a, 102b, and 102c are arranged on each surface of a cube, and a GND conductor 107 and an RF circuit 192 are provided therein. .
[0006]
The conventional antenna-equipped modules AM11 and AM12 are antenna modules whose objective is to make the antenna directivity of the circularly polarized wave close to non-directionality and to incorporate an RF circuit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The above publication (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-339239) discloses a structure in which an RF circuit arranged in the center of the substrate is completely covered with a shield together with an antenna-equipped module AM11. However, there is a problem that the thickness is very large, and furthermore, there is a problem that its manufacture is difficult.
[0008]
Further, in the conventional module AM12 with an antenna, the RF circuit 192 is completely shielded by the GND conductor 107, so that the RF circuit 192 has very high shielding properties, but it is difficult to reduce the size. In addition, there is a problem that its manufacture is difficult.
[0009]
An object of the present invention is to provide an antenna-equipped module in which the overall thickness of the antenna-equipped module is small, the manufacture thereof is easy, and the overall shape is small.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a module with an antenna for use in at least one of mobile communication, a local area network, and a GPS receiver, wherein a base made of resin or a hybrid material in which resin and ceramic are composited; A slot antenna formed on one surface of the base, a shield conductor covering substantially the entire surface of the base other than the one surface, and a signal for performing at least one of reception and transmission by the slot antenna And a signal processing circuit provided inside the base.
[0011]
Embodiments and Examples of the Invention
FIG. 1 is a perspective view showing a module AM1 with an antenna according to a first embodiment of the present invention.
[0012]
FIG. 2 is a sectional view of the module with antenna AM1.
[0013]
The antenna-equipped module AM1 is an antenna-equipped module used for at least one of mobile communication, a local area network, and a GPS receiver.
[0014]
The module with antenna AM1 includes a base 10, a slot antenna 20, a shield conductor 30, and an RF circuit 40.
[0015]
The base 10 is a rectangular parallelepiped made of a resin or a hybrid material of a resin and a ceramic. The shape of the base 10 may be a polyhedron other than a rectangular parallelepiped.
[0016]
The slot antenna 20 is formed on one surface S1 of the base 10.
[0017]
The shield conductor 30 is a shield that covers almost all surfaces S2, S3, S4, S5, and S6 other than the one surface S1. The surface S6 is a surface facing the surface S5. Each of the surfaces S2 to S6 is a surface of the base 10, but in the figure, when a lead is drawn from the surface of the base 10, it is difficult to clearly indicate the position of the tip of the lead. For convenience, a lead wire is drawn from the shield conductor 30.
[0018]
In FIG. 2, one side is grounded to form a resonator, so that it may be connected to a shield conductor. However, when drawing the ungrounded circuit end to the side, do not connect it to the shield conductor.
[0019]
Further, the slot antenna 20 and the shield conductor 30 are connected.
[0020]
The RF circuit 40 is a circuit that processes a signal for performing at least one of reception and transmission by the slot antenna 20 and is provided inside the base 10.
[0021]
The module with antenna AM1 is made of a resin or a hybrid material, and has a multilayer structure.
[0022]
The slot antenna 20 has a circular polarized wave excitation pattern in which two diagonal vertexes of a quadrangle are chamfered. In addition, a power supply strip line 50 for supplying power to the slot antenna 20 is provided inside the base 10. The width and length of the feed strip line 50 can be arbitrarily configured according to the dielectric constant of the base 10 and the design principle of the antenna.
[0023]
Further, the slot antenna 20 is not limited to the one having two chamfered corners, and may be a λ / 2 long slot formed in a circular or vertical C shape. Circularly polarized waves can be excited.
[0024]
In the above embodiment, circularly polarized waves are excited, but a linearly polarized slot antenna may be used instead of the slot antenna 20.
[0025]
Further, a GND layer 60 for an antenna and a strip line is formed inside the base 10.
[0026]
An RF circuit 40 is configured on the opposite side of the slot antenna 20 with the GND layer 60 interposed therebetween, and a bandpass filter 70 configured by a strip line is provided in the base 10. A bandpass filter (BPF) 70 is configured in the same manner as when the power supply stripline 50 of the slot antenna 20 is configured.
[0027]
Also, components of the RF circuit 40 other than the bandpass filter 70 are arranged inside the cavity C formed on the surface opposite to the configuration surface of the slot antenna 20 with the GND layer 60 interposed therebetween. Are arranged by mounting chip components.
[0028]
When forming the cavity C, the cavity C is formed on the base 10 formed by a general printed circuit board method by drilling, sandblasting, laser processing, or the like. After the components of the RF circuit 40 are mounted in the cavity C, the cavity C is filled with a sealing resin so that the surface of the chip component is completely covered.
[0029]
After that, electroless plating and electrolytic plating are performed on the surface of the base 10 so that the surface of the sealing resin also becomes the shield conductor 30. If it is necessary to pattern the surface pattern after the plating, patterning is performed by etching or the like, and if necessary, external connection terminals and the like are formed.
[0030]
Epoxy, BT resin, polyimide resin, PPE, phenolic resin, Teflon (registered trademark), vinylbenzyl, and the like are considered as a resin that is a kind of the material of the base 10.
[0031]
Further, as a hybrid material which is a kind of the material of the base 10, a material in which ceramic is composited inside the resin material can be considered. Cordierite, forsterite, alumina, glass-based ceramic, titanium oxide-based ceramic, or a mixture thereof can be considered as the ceramic.
[0032]
When these materials are selected, they may be appropriately selected according to the frequency to be used and required characteristics. In particular, when high Q characteristics and a high dielectric constant are required, it is preferable to select a hybrid material. In addition, copper, gold, silver, palladium, aluminum, nickel, tin, platinum, alloys thereof, and the like are used for the conductors (inner and outer layers).
[0033]
FIG. 3 is a perspective view showing a module with antenna AM2 according to a second embodiment of the present invention.
[0034]
FIG. 4 is a sectional view showing a module AM2 with an antenna according to a second embodiment of the present invention.
[0035]
The module with antenna AM2 is different from the module with antenna AM1 in that an RF circuit 41 is provided instead of the RF circuit 40. The RF circuit 41 is provided on the side where the slot antenna 20 is provided. This is an embodiment in which a space 10 (cavity C1) is formed by hollowing out and having no sealing resin.
[0036]
The method of manufacturing the module with antenna AM2 is basically the same as the method of manufacturing the module with antenna AM1. After the base 10 is formed, the cavity C1 is formed inside the slot antenna 20. Then, the RF circuit 41 is formed in the cavity C1. In this case, no resin or the like is filled in the cavity C1.
[0037]
The cavity C1 may be filled with resin or the like. In this case, the dielectric constant increases, the entire antenna can be reduced by the wavelength shortening effect, and the entry of a high frequency is prevented. be able to.
[0038]
Further, no conductor is provided on the inner wall of the cavity C1. That is, no conductor is provided on the inner wall of the cavity C1 in order to prevent the slot antenna 20 from being affected. The cavity C1 may be filled with a resin, but in this case, no conductor is provided on the surface of the filled resin in order to prevent the slot antenna 20 from being affected.
[0039]
As described above, since the RF circuit 41 is provided inside the base 10, a portion where the slot antenna 20 is not provided can be effectively used. Therefore, the entire antenna-equipped module is reduced by the volume of the RF circuit 41. The thickness can be reduced.
[0040]
In the antenna-equipped module AM2, the GND layer 61 does not cut off the entire base 10 but has a gap between the shield conductor 30 (surface S3 side) and the GND layer 61 on the left side in FIG. are doing. As described above, when the GND layer 61 does not completely cut the base 10, the possibility that the base 10 peels off at the boundary of the GND layer 61 is reduced. Therefore, it can be said that the strength of the entire module AM2 is high.
[0041]
FIG. 5 is a sectional view showing a module AM3 with an antenna according to a third embodiment of the present invention.
[0042]
The module with antenna AM3 is an embodiment in which the baseband circuit unit 42 is added to the module with antenna AM2.
[0043]
That is, similarly to the case of making the module with antenna AM2, the slot antenna 20 and the RF circuit 41 are formed, and the baseband circuit is formed on the back surface (the surface (the surface) facing the slot antenna 20 in the module with antenna AM2). The unit 42 is configured.
[0044]
The baseband circuit 42 is one on which ordinary components are mounted, and the baseband circuit 42 is covered with a shield case 80. In this case, the baseband circuit 42 generates noise of a very high voltage, and if this noise reaches the RF circuit 41, it has a significant effect on the characteristics. In order to suppress this effect, a GND layer 62 is provided between the RF circuit 41 and the baseband circuit 42.
[0045]
In the module with antenna AM3, power is supplied to the slot antenna 20 not from the strip line but from the power supply unit provided on the same surface as the configuration surface of the slot antenna 20 with the coupling capacitance CC. In this case, the accuracy between the patterns is very important. However, in the module with antenna AM3, the patterns can be formed with high accuracy by etching or the like. On the other hand, it is difficult to improve the accuracy by a configuration method such as a shield case.
[0046]
FIG. 6 is a sectional view showing a module AM4 with an antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
[0047]
In the embodiment of the module with antenna AM4, the cavities C2 and C3 are provided at positions opposite to the slot antenna 20 with respect to the GND layer 60, and the RF circuit 40 and the baseband circuit 42 are provided in the cavities C2 and C3, respectively. It is.
[0048]
In the antenna-equipped module AM4, in order to prevent interference between the RF circuit 40 and the baseband circuit 42, different cavities C2 and C3 are formed, and the inner walls of the cavities C2 and C3 are shielded by plating M1 and M2. ing. By doing so, it is possible to make the module thinner than the module with antenna AM3. In this case, interference between the RF circuit 40 and the baseband circuit 42 may be prevented by means other than the plating M1 and M2.
[0049]
Although the cavities C2 and C3 are provided with the embedded resins 12 and 13, respectively, the embedded resins 12 and 13 may be omitted.
[0050]
FIG. 7 is a sectional view showing a module AM5 with an antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
[0051]
The antenna-equipped module AM5 is an embodiment in which the inductor 81, the capacitor 82, and the resonator 83 are inside the base 10 in the antenna-equipped module AM1.
[0052]
Materials suitable for each of the inductor 81, the capacitor 82, and the resonator 83 can be used. A high-ε hybrid material is used for the capacitor 82, and a low-ε, High-Q hybrid material is used for the inductor 81 and the resonator 83. Materials are used. Further, as the slot antenna 20, it is possible to use a hybrid material whose dielectric constant and Q are optimized according to the frequency to be used and required characteristics.
[0053]
The basic method of manufacturing the base 10 is the same as in the other embodiments. By doing so, it is possible to make components smaller and thinner.
[0054]
FIG. 8 is an exploded view showing the layer configuration of the module with antenna AM5.
[0055]
8, the antenna-equipped module AM5 includes layers 1 to 9, and is provided with a mounting land pattern 84 for mounting the RF circuit 40 and an inner via 85.
[0056]
When manufacturing the module AM5 with an antenna, it is manufactured by a general printed circuit board laminating method such as a method of alternately stacking a core substrate and a prepreg or a build-up method of vertically stacking RCC on a core substrate.
[0057]
In the antenna-equipped modules AM1 to AM5, the shield conductors on the side surfaces of the base 10 are formed by plating. However, through-holes with internal plating are formed with a high density so as not to affect the operating frequency. The arrangement may form a shield conductor.
[0058]
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration example of a GPS receiver 90 in which the RF circuits 40 and 41 and the baseband circuit 42 are used.
[0059]
In the present specification, the RF circuits 40 and 41 are circuits from the subsequent stage of the slot antenna 20 to the A / D conversion circuit, and the baseband circuit 42 is a circuit after the RF circuits 40 and 41. In this specification, the RF circuit 40 or 41 and the baseband circuit 42 are referred to as a signal processing circuit.
[0060]
That is, in the antenna-equipped module AM5, a part of passive elements such as inductors and capacitors used in the signal processing circuit is formed in a layer inside the base 10.
[0061]
According to each of the above embodiments, the high-frequency module incorporating the high-performance slot antenna is small, thin, and has high shielding properties. Further, since the power supply pattern to the slot antenna 20 and the distance between the slot antenna 20 can be configured with high accuracy, variations are small and mass productivity is high.
[0062]
In each of the above embodiments, the shield conductor 30 does not need to cover all of the surfaces S2 to S6 other than the one surface S1 of the base 10, and it is sufficient that the shield conductor 30 covers substantially the entire surfaces S2 to S6.
[0063]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the whole thickness of the module with an antenna used for at least one of a mobile communication, a local area network, and a GPS receiver can be reduced, and its manufacture is easy. In addition, there is an effect that the overall shape is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a module AM1 with an antenna according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the module with antenna AM1.
FIG. 3 is a perspective view of a module AM2 with an antenna according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of an antenna-equipped module AM2 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a module with antenna AM3 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of an antenna-equipped module AM4 according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of an antenna-equipped module AM5 according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded view showing a layer configuration of the module with antenna AM5.
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration of a GPS receiver showing an RF circuit and a baseband circuit.
FIG. 10 is a perspective view showing a conventional module with antenna AM11.
FIG. 11 is a perspective view showing a conventional module with antenna (circularly polarized patch antenna device) AM12.
[Explanation of symbols]
AM1 to AM5: Module with antenna,
10 ... substrate,
11, 12, 13 ... embedded resin,
20 ... Slot antenna,
21 ... antenna conductor,
30 ... Shield conductor,
40, 41 ... RF circuit,
42 ... baseband circuit,
50 ... Stripline,
60, 61 ... GND layer,
70 ... BPF,
80 ... Shield case,
C1, C2 ... cavity,
CC: coupling capacity.

Claims (9)

移動体通信、ローカル・エリア・ネットワーク、GPS受信機のうちの少なくとも1つに使用するアンテナ付モジュールにおいて、
樹脂、または、樹脂とセラミックとをコンポジットしたハイブリッド材料によって構成されている基体と;
上記基体の内部に設けられているGND層と;
上記基体の1つの表面に構成されているスロットアンテナと;
上記基体における上記1つの表面以外の表面をほぼ全面的に覆うシールド導体と;
上記スロットアンテナで受信、送信のうちの少なくとも一方を行う信号を処理し、しかも、上記基体の内部に設けられている信号処理回路と;
を有することを特徴とするアンテナ付モジュール。
An antenna module for use in at least one of a mobile communication, a local area network, and a GPS receiver,
A base made of a resin, or a hybrid material of a resin and a ceramic;
A GND layer provided inside the base;
A slot antenna configured on one surface of the base;
A shield conductor that covers substantially the entire surface of the base other than the one surface;
A signal processing circuit that processes a signal that performs at least one of reception and transmission by the slot antenna, and that is provided inside the base;
A module with an antenna, comprising:
請求項1において、
上記スロットアンテナは、円偏波を励振するアンテナであることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
The above-mentioned slot antenna is an antenna for exciting circularly polarized waves.
請求項1において、
上記信号処理回路は、上記基体の一部に設けられているキャビティ内に構成されていることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
The module with an antenna, wherein the signal processing circuit is configured in a cavity provided in a part of the base.
請求項1において、
上記信号処理回路に使用されているパッシブ素子の一部は、上記基体の内部に、層状に構成されていることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
A module with an antenna, wherein a part of a passive element used in the signal processing circuit is formed in a layer inside the base.
請求項1において、
上記基体に、ストリップラインが内層化され、
上記ストリップラインによって、上記スロットアンテナへ給電されていることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
On the above substrate, a strip line is formed as an inner layer,
An antenna-equipped module, wherein power is supplied to the slot antenna by the stripline.
請求項1において、
上記信号処理回路は、RF回路またはベースバンド回路であることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
The module with an antenna, wherein the signal processing circuit is an RF circuit or a baseband circuit.
請求項1において、
上記信号処理回路が、RF回路とベースバンド回路とに分割され、上記分割されたRF回路が、上記GND層に関してスロットアンテナ側へ配置され、上記分割されたベースバンド回路が、上記GND層に関して、上記スロットアンテナ側とは反対側に配置されていることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
The signal processing circuit is divided into an RF circuit and a baseband circuit, the divided RF circuit is disposed on the slot antenna side with respect to the GND layer, and the divided baseband circuit is arranged with respect to the GND layer. An antenna-equipped module, which is disposed on a side opposite to the slot antenna side.
請求項1において、
上記信号処理回路が、RF回路とベースバンド回路とに分割され、上記分割されたRF回路と上記ベースバンド回路とが、上記GND層に関して、上記スロットアンテナ側とは反対側に配置され、上記RF回路と上記ベースバンド回路とがシールドによって分割されていることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
The signal processing circuit is divided into an RF circuit and a baseband circuit, and the divided RF circuit and the baseband circuit are disposed on the opposite side of the GND layer from the slot antenna side, A module with an antenna, wherein the circuit and the baseband circuit are divided by a shield.
請求項1において、
上記シールド導体は、メッキ、または、使用周波数に対して影響がない程度に高密度に配列されている貫通スルーホールによって構成されていることを特徴とするアンテナ付モジュール。
In claim 1,
A module with an antenna, wherein the shield conductor is formed by plating or through-holes arranged at a high density so as not to affect the operating frequency.
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