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WO2023210118A1 - アンテナモジュール - Google Patents

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WO2023210118A1
WO2023210118A1 PCT/JP2023/005375 JP2023005375W WO2023210118A1 WO 2023210118 A1 WO2023210118 A1 WO 2023210118A1 JP 2023005375 W JP2023005375 W JP 2023005375W WO 2023210118 A1 WO2023210118 A1 WO 2023210118A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
radiating element
antenna module
module according
antenna
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2023/005375
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健吾 尾仲
洋介 佐藤
弘嗣 森
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to CN202380035971.7A priority Critical patent/CN119072827A/zh
Priority to JP2024517857A priority patent/JP7810257B2/ja
Publication of WO2023210118A1 publication Critical patent/WO2023210118A1/ja
Priority to US18/918,133 priority patent/US20250038415A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/10—Resonant antennas
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H01Q5/42—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more imbricated arrays
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration

Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna module, and more specifically, to a technique for downsizing an antenna module that can radiate radio waves in two directions.
  • Patent Document 1 discloses an antenna module having a bent dielectric substrate, in which radiating elements are arranged on two surfaces with different normal directions. .
  • Patent Document 1 The antenna module disclosed in US Pat. No. 1,110,8157 (Patent Document 1) may be used, for example, in a communication device typified by a mobile terminal such as a mobile phone or a smartphone. It is desired that such communication devices be further miniaturized and thinner, and along with this, the antenna modules installed in such communication devices are also required to be further miniaturized and lower in profile. .
  • the present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to achieve a reduction in height while ensuring mechanical strength in an antenna module that can radiate radio waves in two directions. That's true.
  • the antenna module includes a first substrate on which a flat plate-shaped first radiating element is arranged, and a second substrate on which a flat plate-shaped second radiating element is arranged.
  • the first substrate has a first surface and a second surface facing each other.
  • the first radiating element is disposed on the second surface of the first substrate or at a position between the first surface and the second surface.
  • a recessed portion recessed in the normal direction of the first surface is formed on the first surface of the first substrate.
  • the second substrate includes a first region arranged to fit inside the recess and a second region in contact with the first surface of the first substrate.
  • the normal direction of the second radiating element is different from the normal direction of the first radiating element.
  • the second substrate on which the second radiating element having a different radiation direction (normal direction) is disposed is fitted into the recess formed in the first substrate on which the first radiating element is disposed.
  • the second substrate is fixed on the main surface (first surface) of the first substrate.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device to which the antenna module according to Embodiment 1 is applied.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of the antenna module of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a side perspective view of the antenna module of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an antenna block. It is a figure for explaining the antenna block of a modification.
  • FIG. 3 is a side perspective view of an antenna module according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining antenna characteristics of a radiating element on the main board side in the antenna modules of Embodiment 1 and Embodiment 2;
  • FIG. 7 is a side perspective view of an antenna module according to Embodiment 3;
  • FIG. 7 is a diagram for explaining antenna characteristics of a radiating element on the antenna block side in the antenna modules of Embodiment 2 and Embodiment 3;
  • FIG. 7 is a side perspective view of an antenna module according to Embodiment 4.
  • FIG. 7 is a perspective view of an antenna module according to a fifth embodiment. It is a perspective view of the antenna module of a modification.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication device 10 to which an antenna module 100 according to the present embodiment is applied.
  • the communication device 10 is, for example, a mobile terminal such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet, or a personal computer with a communication function.
  • An example of the frequency band of radio waves used in the antenna module 100 according to the present embodiment is, for example, radio waves in the millimeter wave band with center frequencies of 28 GHz, 39 GHz, and 60 GHz, but radio waves in frequency bands other than the above may also be used. Applicable.
  • communication device 10 includes an antenna module 100 and a BBIC 200 that constitutes a baseband signal processing circuit.
  • the antenna module 100 includes an RFIC 110, which is an example of a power feeding device, and an antenna device 120.
  • the communication device 10 up-converts the signal transmitted from the BBIC 200 to the antenna module 100 into a high-frequency signal and radiates it from the antenna device 120, and down-converts the high-frequency signal received by the antenna device 120 and processes the signal in the BBIC 200. do.
  • the antenna device 120 includes a dielectric substrate 130A and a plurality of dielectric substrates 130B.
  • a plurality of radiating elements 125A are arranged on the dielectric substrate 130A.
  • Each radiation element 125A includes a radiation electrode 121A and a radiation electrode 122A having a flat plate shape.
  • a radiating element 125B is arranged on each dielectric substrate 130B.
  • the radiation element 125B includes a radiation electrode 121B and a radiation electrode 122B each having a flat plate shape.
  • Each radiation electrode included in the radiation elements 125A and 125B is a flat patch antenna having a circular, elliptical, or polygonal shape.
  • each radiation electrode is a microstrip antenna having a substantially square shape.
  • the size of the radiation electrode 121A is smaller than the size of the radiation electrode 122A. Therefore, the frequency band of the radio waves radiated from the radiation electrode 121A is higher than the frequency band of the radio waves radiated from the radiation electrode 122A.
  • the size of the radiation electrode 121B is smaller than the size of the radiation electrode 122B, and the frequency band of the radio waves radiated from the radiation electrode 121B is higher than the frequency band of the radio waves radiated from the radiation electrode 122B.
  • the antenna module 100 in the example of FIG. 1 is a so-called dual-band type antenna module that can radiate radio waves in two different frequency bands from each of the two dielectric substrates 130A and 130B.
  • the dielectric substrate 130A on which the plurality of radiating elements 125A are arranged is also referred to as the "main board 108", and the configuration of each dielectric substrate 130B on which the radiating elements 125B are arranged is referred to as the "antenna block 107". ” is also called.
  • the antenna device 120 has a configuration in which a plurality of antenna blocks 107 are attached to the main board 108.
  • FIG. 1 an example of a configuration is shown in which the antenna device 120 includes four dielectric substrates 130B, and four radiating elements 125A are arranged on the dielectric substrate 130A.
  • the number of elements 125A is not limited to this.
  • FIG. 1 shows an example in which the radiating elements 125A are arranged in a one-dimensional array on the dielectric substrate 130A, two radiating elements 125A are arranged on the dielectric substrate 130A. They may be arranged in a dimensional array. Alternatively, a configuration may be adopted in which a single radiating element 125A is disposed on the dielectric substrate 130A.
  • the RFIC 110 includes four power supply circuits 110A to 110D.
  • the power supply circuit 110A is a circuit for supplying a high frequency signal to the radiation electrode 121A on the main board 108 side.
  • the power supply circuit 110B is a circuit for supplying a high frequency signal to the radiation electrode 122A on the main board 108 side.
  • the feed circuit 110C is a circuit for supplying a high frequency signal to the radiation electrode 122B on the antenna block 107 side.
  • the feeding circuit 110D is a circuit for supplying a high frequency signal to the radiation electrode 121B on the antenna block 107 side. Note that since the internal configuration of the power supply circuits 110A to 110D is common, in order to simplify the explanation, in FIG. Omitted. Below, the function of the power supply circuit 110A will be explained as a representative.
  • the power supply circuit 110A includes switches 111A to 111D, 113A to 113D, 117, power amplifiers 112AT to 112DT, low noise amplifiers 112AR to 112DR, attenuators 114A to 114D, phase shifters 115A to 115D, and signal synthesis/distribution. 116, a mixer 118, and an amplifier circuit 119.
  • the switches 111A to 111D and 113A to 113D are switched to the power amplifiers 112AT to 112DT, and the switch 117 is connected to the transmitting side amplifier of the amplifier circuit 119.
  • the switches 111A to 111D and 113A to 113D are switched to the low noise amplifiers 112AR to 112DR, and the switch 117 is connected to the receiving amplifier of the amplifier circuit 119.
  • the intermediate frequency signal transmitted from the BBIC 200 is amplified by the amplifier circuit 119 and up-converted by the mixer 118.
  • the transmission signal which is an up-converted high-frequency signal, is divided into four waves by the signal combiner/distributor 116, passes through corresponding signal paths, and is fed to different radiation electrodes 121A.
  • the degree of phase shift of the phase shifters 115A to 115D arranged in each signal path By individually adjusting the degree of phase shift of the phase shifters 115A to 115D arranged in each signal path, the directivity of the radio waves output from the radiation electrode 121A can be adjusted.
  • the received signal which is a high-frequency signal received by each radiation electrode 121A, is transmitted to the power supply circuit 110A of the RFIC 110, and multiplexed in the signal combiner/distributor 116 via four different signal paths.
  • the multiplexed received signal is down-converted by mixer 118, further amplified by amplifier circuit 119, and transmitted to BBIC 200.
  • the RFIC 110 is formed, for example, as a one-chip integrated circuit component including the circuit configuration described above.
  • each feed circuit may be formed as a separate integrated circuit component.
  • the equipment (switch, power amplifier, low noise amplifier, attenuator, phase shifter) corresponding to each radiating element may be formed as a one-chip integrated circuit component for each corresponding radiating element.
  • FIG. 2 is a perspective view of the antenna module 100 according to the first embodiment.
  • the upper part (A) shows a state in which the main board 108 and the antenna block 107 are separated.
  • the lower part (B) of FIG. 2 shows a state in which the antenna block 107 is attached to the main board 108.
  • FIG. 3 is a side perspective view of the antenna module 100 viewed from the positive direction of the X-axis in the state shown in FIG. 2(B).
  • FIG. 4 is a perspective view of the antenna block 107 alone.
  • FIG. 4 is a perspective view of the antenna block 107 when the plane in the Y-axis direction is the front. Further, the lower part (B) of FIG. 4 is a perspective view of the antenna block 107 when the surface in the Z-axis direction is the front.
  • the radiation element 125A has a single radiation electrode 121A
  • the radiation element 125B has a single radiation electrode 121B.
  • five radiating elements are arranged on the dielectric substrate 130A, and five antenna blocks 107 are provided correspondingly.
  • the antenna module 100 includes, in addition to dielectric substrates 130A, 130B, radiation electrodes 121A, 121B, and RFIC 110, power supply wiring 141A, 141B, connection electrodes 151, 152, and ground electrode GND1, Further includes GND2.
  • the normal direction of the main surface of the dielectric substrate 130A will be referred to as the Z-axis direction.
  • the arrangement direction of the radiation electrode 121A and the antenna block 107 is defined as the X axis, and the direction orthogonal to the X axis is defined as the Y axis.
  • the radiation direction of the radio waves from the radiation electrode 121A is the positive direction of the Z-axis
  • the radiation direction of the radio waves from the radiation electrode 121B is the positive direction of the Y-axis. That is, the normal direction of the radiation electrode 121A and the normal direction of the radiation electrode 121B are orthogonal.
  • the dielectric substrates 130A and 130B are, for example, low temperature co-fired ceramics (LTCC) multilayer substrates, multilayer resin substrates formed by laminating a plurality of resin layers made of resin such as epoxy or polyimide. , a multilayer resin substrate formed by laminating multiple resin layers made of liquid crystal polymer (LCP) with a lower dielectric constant, and a multilayer resin substrate formed by laminating multiple resin layers made of fluororesin.
  • LCP liquid crystal polymer
  • the dielectric substrate 130A of the main substrate 108 has a substantially rectangular shape with the long side in the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction.
  • a plurality of recesses (notches) 170 are formed on one long side of the dielectric substrate 130A along the X-axis (the end in the positive direction of the Y-axis).
  • the recess 170 is formed up to the side surface (end) of the dielectric substrate 130A in the positive direction of the Y-axis, and penetrates in the Z-axis direction.
  • the antenna block 107 is partially fitted into the recessed portion of the recess 170 and fixed. Note that the recessed portion 170 does not necessarily have to penetrate the dielectric substrate 130A in the Z-axis direction as shown in FIG. 2, but only needs to be recessed in the Z-axis direction from the main surface 131A. Furthermore, the position of the recess 170 does not have to be at the end of the dielectric substrate 130A.
  • connection electrode 151 is arranged at a portion of the main surface 131A that is in contact with the antenna block 107. This connection electrode 151 is used for electrical connection between the antenna block 107 and the main board 108.
  • the dielectric substrate 130A has a main surface 132A located in the positive direction of the Z-axis and a main surface 131A located in the negative direction of the Z-axis.
  • a plurality of radiation electrodes 121A are arranged in a row in the X-axis direction on or inside the main surface 132A of the dielectric substrate 130A.
  • Mounted on the main surface 131A is an SiP (System In Package) module 105 that includes an RFIC 110, a power module IC (not shown), etc., and a connector 106 used for connection with external equipment.
  • a ground electrode GND1 is arranged to face the radiation electrode 121A over the entire surface.
  • a high frequency signal is supplied from the RFIC 110 to each radiation electrode 121A through a power supply wiring 141A.
  • the power supply wiring 141A passes through the ground electrode GND1 in the dielectric substrate 130A and is connected to the power supply point SP1A of the radiation electrode 121A.
  • the feed point SP1A is arranged at a position offset from the center of the radiation electrode 121A in the negative direction of the Y-axis. Therefore, radio waves whose polarization direction is in the Y-axis direction are radiated from the radiation electrode 121A in the positive direction of the Z-axis.
  • the dielectric substrate 130B of the antenna block 107 includes a region RG1 at the center where the radiation electrode 121B is arranged, and a region RG2 protruding from the region RG1 in the positive and negative directions of the X axis. and has.
  • the dimension of region RG2 in the Z-axis direction is shorter than the dimension of region RG1 in the Z-axis direction. That is, the dielectric substrate 130B has a substantially T-shape when viewed from above in the Y-axis direction. As shown in FIG.
  • the dielectric substrate 130B is arranged such that the region RG1 enters into the recess 170 of the dielectric substrate 130B, and the surface of the region RG2 in the positive direction of the Z axis is aligned with the dielectric substrate 130A. It is arranged so that it may be in contact with main surface 131A of.
  • a radiation electrode 121B is arranged on the main surface 131B of the dielectric substrate 130B in the positive direction of the Y-axis. Further, in the dielectric substrate 130B, a ground electrode GND2 facing the radiation electrode 121B is arranged at a position close to the main surface 132B in the negative direction of the Y-axis over the entire area RG1.
  • connection electrode 152 is arranged on the surface in the positive direction of the Z-axis in the region RG2 of the dielectric substrate 130B.
  • the connection electrode 152 is arranged at a position in contact with the connection electrode 151 arranged on the main surface 131A on the main board 108 side when the antenna block 107 is fitted into the main board 108.
  • Connection electrode 151 and connection electrode 152 are electrically connected, for example, by solder. Note that the electrical coupling between the connection electrode 151 and the connection electrode 152 is not limited to direct connection, and may be capacitive coupling in which the electrodes are not in contact with each other.
  • a high frequency signal is transmitted from the RFIC 110 to the radiation electrode 121B of the antenna block 107 via the power supply wiring 141B.
  • the power supply wiring 141B is connected to the power supply point SP1B of the radiation electrode 121B from the RFIC 110, passing through the dielectric substrate 130A, the connection electrodes 151, 152, and the dielectric substrate 130B.
  • the feed point SP1B is arranged at a position offset from the center of the radiation electrode 121B in the negative direction of the Z-axis. Therefore, radio waves whose polarization direction is in the Z-axis direction are radiated from the radiation electrode 121B in the positive direction of the Y-axis.
  • the antenna block 107 is arranged at a distance d1 from the radiation electrode 121A of the main board 108 in the Y-axis direction. Note that, assuming that the wavelength of the radio waves radiated from the radiation electrode 121A is ⁇ , it is possible to radiate radio waves in two directions if the distance d1 is set to at least 0.05 ⁇ or more.
  • the main surface 131B of the dielectric substrate 130B of the antenna block 107 does not protrude from the end of the dielectric substrate 130A in the positive direction of the Y axis. In other words, when the dielectric substrate 130A is viewed from the normal direction (Z-axis direction), the dielectric substrate 130B of the antenna block 107 is positioned inside the outermost end of the dielectric substrate 130A. It is located.
  • Patent Document 1 When an antenna module capable of emitting radio waves in two directions is realized using a bent dielectric substrate as disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 1,110,157 (Patent Document 1), one of the bent sides Since the amount of protrusion of one substrate from the other substrate tends to be large, dimensional limitations may occur when further reducing the height. In addition, the position and number of bent parts that connect two substrate surfaces are limited, and the dielectric thickness of the bent parts needs to be thinned, so it may not be possible to obtain sufficient mechanical strength at the bent parts, or multiple When a radiation electrode is used, there is a possibility that a passage route for the power supply wiring cannot be secured.
  • the antenna block 107 in which one radiation electrode 121B is arranged on another dielectric substrate 130B is used, and the antenna block 107 is fitted into the recess 170 of the main substrate 108.
  • the antenna block 107 is configured to be fixed on the main surface 131A of the main board 108.
  • the antenna block 107 can be configured with a separate dielectric substrate, the dielectric thickness (i.e., the distance between the radiation electrode 121B and the ground electrode GND2) can be ensured, thereby reducing the amount of radio waves radiated. Antenna characteristics such as frequency band can be improved.
  • the dielectric constant of the dielectric substrate 130B of the antenna block 107 larger than the dielectric constant of the dielectric substrate 130A on the main board 108 side, the radiation electrode 121B and the overall size of the antenna block 107, it is possible to further reduce the height and size.
  • FIGS. 2 to 4 above in order to simplify the explanation, the configuration of a single-band type antenna module in which only the radiation electrodes 121 and 121B are arranged as radiating elements has been described, but as shown in FIG. A similar configuration can also be applied to a dual band type configuration in which radiation electrodes of different sizes are stacked on each dielectric substrate. Further, the above configuration is also applicable to a dual polarization type antenna module that can radiate radio waves in two different polarization directions from each radiation electrode.
  • radiating element 125A and “radiating element 125B” in Embodiment 1 correspond to “first radiating element” and “second radiating element” in the present disclosure, respectively.
  • Radiating electrode 121A” and “radiation electrode 122A” in Embodiment 1 correspond to the "first element” and “second element” in the present disclosure, respectively.
  • Radiation electrode 121B” and “radiation electrode 122B” in Embodiment 1 correspond to the "third element” and “fourth element” in the present disclosure, respectively.
  • one of the adjacent radiating elements 125A corresponds to the "first radiating element” in the present disclosure, and the other corresponds to the "third radiating element” in the present disclosure.
  • one of the adjacent radiating elements 125B corresponds to a “second radiating element” in the present disclosure, and the other corresponds to a “fourth radiating element” in the present disclosure.
  • the "X-axis direction” in Embodiment 1 corresponds to the "first direction” and “second direction” in the present disclosure.
  • the "Y-axis direction” in the first embodiment corresponds to the "third direction” in the present disclosure.
  • “Dielectric substrate 130A” and “dielectric substrate 130B” in Embodiment 1 correspond to “first substrate” and “second substrate” in the present disclosure, respectively.
  • “Main surface 131A” and “principal surface 132A” in Embodiment 1 correspond to “first surface” and “second surface” in the present disclosure, respectively.
  • “Regions RG1 and RG2” in Embodiment 1 correspond to the “first region” and “second region” in the present disclosure, respectively.
  • “Ground electrodes GND1 and GND2" in the first embodiment correspond to the "first ground electrode” and “second ground electrode” in the present disclosure, respectively.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a modification of the antenna block 107A. Similar to FIG. 4, the upper part (A) of FIG. 5 is a perspective view of the antenna block 107A when the plane in the Y-axis direction is the front, and the lower part (B) of FIG. FIG.
  • antenna block 107A differs from antenna block 107 in FIG. 4 in the configuration of region RG2 for fixing to main surface 131A of main board 108. More specifically, in place of the region RG2 of the antenna block 107, the dielectric substrate 130B1 in the antenna block 107A extends from the back surface (i.e., the main surface in the negative direction of the Y-axis) of the region RG1 where the radiation electrode 121B is arranged. It has a protruding region RG2A. In other words, the dielectric substrate 130B1 has a substantially L-shape when viewed in plan from the X-axis direction. The connection electrode 152 is arranged on the surface of the region RG2A in the positive direction of the Z axis.
  • the region RG2A is fixed to the dielectric substrate 130A at the main surface 131A at a position from the recess 170 toward the SiP 105.
  • dielectric substrate 130B1 in the modification corresponds to the "second substrate” in the present disclosure.
  • FIG. 6 is a side perspective view of the antenna module 100A according to the second embodiment.
  • the antenna module 100A is different from the antenna module 100 of the first embodiment in that the antenna block 107 is disposed at a position protruding from the main board 108.
  • the description of the configuration that overlaps with the antenna module 100 of Embodiment 1 will not be repeated.
  • antenna block 107 in antenna module 100A is placed at a position spaced apart from radiation electrode 121A by d2 (>d1) in the positive direction of the Y-axis.
  • d2 >d1
  • a part of the dielectric substrate 130B in the antenna block 107 is positioned in the positive direction of the Y-axis rather than the end in the positive direction of the Y-axis (i.e., the outermost edge) of the dielectric substrate 130A of the main board 108. It stands out.
  • a ground electrode GND2 is arranged on the dielectric substrate 130B of the antenna block 107. Therefore, if the distance between the radiation electrode 121A and the dielectric substrate 130B is short, the electric force lines generated from the radiation electrode 121A will be may interfere with the ground electrode GND2 and affect antenna characteristics.
  • a part of the antenna block 107 is arranged to protrude from the main board 108 to reduce the distance between the radiation electrode 121A and the ground electrode GND2. By ensuring the distance, deterioration of the antenna characteristics of the radiation electrode 121A can be suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the antenna characteristics of the radiation electrode 121A on the main board 108 side in the antenna module 100 of the first embodiment and the antenna module 100A of the second embodiment.
  • a schematic configuration diagram of the antenna module (upper row), a graph of the antenna gain of the radiation electrode 121A (middle row), and a Z The peak gain value in the axial direction (lower row) is shown.
  • Radio waves are radiated from the radiation electrode 121A in the positive direction of the Z-axis (direction of arrow AR1 in FIG. 7).
  • the peak gain in the first embodiment is 3.28 [dBi], while the peak gain in the second embodiment is 5.16 [dBi]. Therefore, the gain characteristics of the radiation electrode 121A are improved by increasing the distance between the radiation electrode 121A and the antenna block 107.
  • the dimension in the Y-axis direction is larger than that of the antenna module 100, so this has the opposite effect from the viewpoint of miniaturization. That is, there is a trade-off relationship between antenna characteristics and miniaturization. Therefore, which configuration of the antenna module 100 or 100A to adopt is appropriately selected in consideration of the required specifications.
  • Embodiment 3 In Embodiment 3, a configuration for improving the antenna characteristics of the radiating element on the antenna block 107 side will be described.
  • FIG. 8 is a side perspective view of the antenna module 100B according to the third embodiment.
  • the antenna module 100B has a configuration in which the antenna block 107A of the antenna module 100A of the second embodiment is replaced with an antenna block 107B.
  • the rest of the configuration of antenna module 100B is the same as antenna module 100A.
  • the description of the configuration that overlaps with that of the antenna module 100A of the second embodiment will not be repeated.
  • the dimension of dielectric substrate 130B2 in the Z-axis direction is longer than dielectric substrate 130B of antenna block 107.
  • the dimension of the ground electrode GND2 in the Z-axis direction is also increased.
  • the dielectric substrate 130B2 is arranged so as to protrude from the dielectric substrate 130A of the main substrate 108 in the positive and negative directions of the Z-axis. In other words, the dielectric substrate 130B2 protrudes from the main surfaces 131A and 132A of the dielectric substrate 130A in the Z-axis direction, which is the normal direction.
  • the dimension of the dielectric substrate of the antenna block in the Z-axis direction is extremely short compared to the X-axis direction. ing. Therefore, the antenna characteristics of radio waves whose polarization direction is in the Z-axis direction are more likely to deteriorate than those of radio waves whose polarization direction is in the X-axis direction.
  • the dimensions of the dielectric substrate 130B2 in the Z-axis direction may be changed as in the antenna module 100B of the second embodiment. By increasing the size, antenna characteristics can be adjusted.
  • the dimension of the entire antenna module 100B in the Z-axis direction is larger than that of the antenna module 100A, so this has the opposite effect from the viewpoint of miniaturization. . Therefore, which configuration of the antenna modules 100A and 100B to adopt is appropriately selected in consideration of the required specifications.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the antenna characteristics of the radiating element on the antenna block side in the antenna module 100A of the second embodiment and the antenna module 100B of the third embodiment.
  • FIG. 9 also shows a schematic configuration diagram of the antenna module (upper row) and a graph of the antenna gain of the radiation electrode 121B for the second embodiment (left column) and the third embodiment (right column). (middle row) and the peak gain value in the Y-axis direction (lower row). Radio waves are radiated from the radiation electrode 121B in the positive direction of the Y-axis (direction of arrow AR2 in FIG. 9).
  • the peak gain in the second embodiment is 2.23 [dBi]
  • the peak gain in the third embodiment is 2.57 [dBi].
  • the gain characteristics of the radiation electrode 121B are improved.
  • Embodiment 4 In Embodiment 4, a configuration in which the directions of radio waves radiated from the antenna block are different will be described.
  • FIG. 10 is a side perspective view of an antenna module 100C according to the fourth embodiment.
  • the antenna module 100C has a configuration in which the antenna block 107 in the antenna module 100 of the first embodiment is replaced with an antenna block 107C. Furthermore, in the antenna module 100C, a radiation electrode 122A and a power supply wiring 142A are added to the main board 108.
  • the other configuration of the antenna module 100C is the same as that of the antenna module 100. In FIG. 10, descriptions of elements that overlap with antenna module 100 will not be repeated.
  • a radiation electrode 122A is arranged in a layer between the radiation electrode 121A and the ground electrode GND1 on the dielectric substrate 130A, facing the radiation electrode 121A.
  • a high frequency signal is transmitted from the RFIC 110 to the radiation electrode 122A via the power supply wiring 142A.
  • the power supply wiring 142A extends from the RFIC 110 through the ground electrode GND1 and is connected to the power supply point SP2A of the radiation electrode 122A. Radio waves are radiated from the radiation electrodes 121A and 122A in the positive direction of the Z axis indicated by arrow AR1.
  • the antenna block 107C includes a dielectric substrate 130B3, radiation electrodes 121B and 122B, and a ground electrode GND2A.
  • the dielectric substrate 130B2 has a rectangular cross section with some corners cut off when viewed in plan from the X-axis direction. More specifically, the dielectric substrate 130B2 has a main surface 133B whose normal direction is an oblique direction between the positive direction of the Y axis and the negative direction of the Z axis.
  • the radiation electrodes 121B and 122B are arranged parallel to the main surface 133B on the dielectric substrate 130B3.
  • the ground electrode GND2A is a metal body having a surface parallel to the main surface 133B.
  • the ground electrode GND2A may have a structure in which a plurality of plate electrodes parallel to the main surface 133B are stacked and these plate electrodes are connected to each other by one or more vias.
  • the radiation electrode 122B is arranged between the radiation electrode 121B and the ground electrode GND2A, facing the radiation electrode 121B.
  • a high frequency signal from the RFIC 110 is transmitted to the radiation electrodes 121B and 122B via power supply wirings 141B and 142B, respectively.
  • the power supply wiring 141B runs from the RFIC 110, passes through the dielectric substrate 130A and the corresponding connection electrodes 151, 152, penetrates the ground electrode GND2A and the radiation electrode 122B in the dielectric substrate 130B3, and reaches the power supply point SP1B of the radiation electrode 121B. connected to.
  • the power supply wiring 142B runs from the RFIC 110, passes through the dielectric substrate 130A and the corresponding connection electrodes 151 and 152, penetrates the ground electrode GND2A in the dielectric substrate 130B3, and is connected to the power supply point SP2B of the radiation electrode 122B. .
  • radio waves are radiated from the antenna block 107C in the direction of arrow AR3 in FIG.
  • the radiation direction of the radio waves radiated from the radiation element 125B (radiation electrodes 121B, 122B) of the antenna block 107C that is, the normal direction of the radiation element 125B (arrow AR3)
  • the radiation element 125A (radiation electrodes 121A, 122B) of the main board 108. 122A) that is, the angle formed with the normal direction (arrow AR1) of the radiating element 125A is larger than 90° and smaller than 180°.
  • antenna module 100C the coverage range of radio waves radiated from the entire antenna module can be expanded compared to antenna module 100 of Embodiment 1.
  • a recess may be formed in a part of the ground electrode GND2A facing the radiation electrode 122B to increase the thickness of the dielectric layer between the radiation electrode 122B and the ground electrode GND2A.
  • Embodiment 5 In the antenna module 100 of the first embodiment, a configuration will be described in which the antenna block 107 is arranged along one long side of the dielectric substrate 130A on the main board 108, and the antenna block 107 is used to radiate radio waves in one direction. did. In Embodiment 5, a configuration in which radio waves are radiated in two directions using an antenna block will be described.
  • FIG. 11 is a perspective view of an antenna module 100D according to the fifth embodiment.
  • the antenna module 100D has a configuration in which an antenna block 107D is further arranged at the end of the dielectric substrate 130A in the positive direction of the X axis. That is, in addition to radiating radio waves in the positive direction of the Y-axis and Z-axis, the antenna block 107D can also radiate radio waves in the positive direction of the X-axis.
  • the antenna module 100D a part of the high frequency signal supplied to the antenna block 107 is branched and supplied to the antenna block 107D.
  • TRP total radiation power
  • EIRP equivalent isotopically radiated power
  • CDF cumulative distribution function
  • FIG. 12 is a perspective view of a modified antenna module 100E.
  • an antenna block 107D is arranged at the end of the dielectric substrate 130A in the positive direction of the X-axis, as in the antenna module 100D of the fifth embodiment, and an antenna block 107D is arranged at the end of the dielectric substrate 130A in the negative direction of the X-axis.
  • An antenna block 107E is arranged. Radio waves are radiated from the antenna block 107E in the negative direction of the X-axis.
  • the configuration is such that one position of the antenna block 107 in the antenna module 100D is changed to the end in the negative direction of the X axis.
  • the size of the SiP module 105E in the X-axis direction is shorter and smaller than that of the antenna module 100, so that the overall dimension of the dielectric substrate 130A in the X-axis direction is shortened. ing.
  • An antenna module includes a first substrate on which a flat plate-shaped first radiating element is disposed, and a second substrate on which a flat plate-shaped second radiating element is disposed.
  • the first substrate has a first surface and a second surface facing each other.
  • the first radiating element is disposed on the second surface of the first substrate or at a position between the first surface and the second surface.
  • a recessed portion recessed in the normal direction of the first surface is formed on the first surface of the first substrate.
  • the second substrate includes a first region arranged to fit inside the recess and a second region in contact with the first surface of the first substrate. The normal direction of the second radiating element is different from the normal direction of the first radiating element.
  • the second substrate includes a connection electrode that is disposed in the second region and enables electrical connection with the first substrate.
  • a high frequency signal is transmitted to the second radiating element via the connection electrode.
  • the normal direction of the second radiating element is orthogonal to the normal direction of the first radiating element.
  • the angle between the normal direction of the second radiating element and the normal direction of the first radiating element is 90°. larger and smaller than 180°.
  • the antenna module according to any one of Items 1 to 8 includes a first ground electrode disposed between the first surface and the first radiating element on the first substrate; The device further includes a second ground electrode disposed facing the second radiating element on the two substrates.
  • each of the first radiating element and the second radiating element is capable of radiating radio waves in two different polarization directions. .
  • the first radiating elements are arranged opposite to each other and are capable of radiating radio waves in the first frequency band. and a second element capable of emitting radio waves in a second frequency band lower than that of the first element.
  • the second radiating element is a third element that is arranged to face each other and is capable of radiating radio waves in a third frequency band. and a fourth element capable of emitting radio waves in a fourth frequency band lower than that of the third element.
  • the antenna module according to any one of Items 1 to 12 further includes a power feeding device that supplies a high frequency signal to the first radiating element and the second radiating element.
  • the power feeding device is disposed on the first surface.
  • the antenna module described in Section 1 further includes a power feeding device and power feeding wiring.
  • the power supply device supplies a high frequency signal to the first radiating element and the second radiating element.
  • the power supply wiring transmits a high frequency signal from the power supply device to the second radiating element.
  • the second substrate is disposed in the second region and includes a connection electrode for enabling electrical connection with the first substrate.
  • the power supply wiring passes through the first substrate and is connected to the second radiating element via the connection electrode.
  • the antenna module according to any one of Items 1 to 15 further includes a third substrate on which a flat third radiating element is arranged.
  • the third substrate is arranged adjacent to the second substrate in the first direction.
  • the normal direction of the third radiating element is the same as the normal direction of the second radiating element.
  • the antenna module according to Item 16 further includes a flat plate-shaped fourth radiating element disposed adjacent to the first radiating element in the first direction on the first substrate.
  • the direction perpendicular to the direction from the first region to the first radiating element and along the first surface is In the case of two directions, the second region extends from the first region in the second direction.
  • the second region extends in a third direction from the first region toward the first radiating element.
  • the antenna module according to any one of Items 1 to 19 further includes a connector disposed on the first surface and for electrically connecting to an external device.

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Abstract

アンテナモジュール（１００）は、平板形状の放射電極（１２１Ａ）が配置された誘電体基板（１３０Ａ）と、平板形状の放射電極（１２１Ｂ）が配置された誘電体基板（１３０Ｂ）とを備える。誘電体基板（１３０Ａ）は、互いに対向する主面（１３１Ａ，１３２Ａ）を有する。放射電極（１２１Ａ）は、誘電体基板（１３０Ａ）において主面（１３２Ａ）上、または、主面（１３１Ａ）と主面（１３２Ａ）との間の位置に配置されている。誘電体基板（１３０Ａ）の主面（１３１Ａ）には、主面（１３１Ａ）の法線方向に凹んだ凹部（１７０）が形成されている。誘電体基板（１３０Ｂ）は、凹部（１７０）の内部に入り込むように配置された領域（ＲＧ１）と、誘電体基板（１３０Ａ）の主面（１３１Ａ）上に接する領域（ＲＧ２）とを含む。放射電極（１２１Ｂ）の法線方向は、放射電極（１２１Ａ）の法線方向とは異なる。

Description

アンテナモジュール
　本開示は、アンテナモジュールに関し、より特定的には、２方向に電波を放射可能なアンテナモジュールの小型化のための技術に関する。
　米国特許第１１１０８１５７号明細書（特許文献１）には、屈曲させた誘電体基板を有するアンテナモジュールにおいて、法線方向が互いに異なる２つの面に放射素子がそれぞれ配置された構成が開示されている。
米国特許第１１１０８１５７号明細書
　米国特許第１１１０８１５７号明細書（特許文献１）に開示されたアンテナモジュールは、たとえば、携帯電話あるいはスマートフォンのような携帯端末に代表される通信装置に用いられる場合がある。このような通信装置においては、さらなる小型化および薄型化が望まれており、これに伴って、当該通信装置に搭載されるアンテナモジュールについても、さらなる小型化および低背化が必要とされている。
　一方で、米国特許第１１１０８１５７号明細書（特許文献１）のように屈曲させた誘電体基板を用いる構成において、さらなる低背化を行なった場合には、屈曲部における機械的強度が低下したり、当該屈曲部を介した給電が困難となったりすることが懸念される。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、２方向に電波を放射可能なアンテナモジュールにおいて、機械的強度を確保しつつ低背化を実現することである。
　本開示に係るアンテナモジュールは、平板形状の第１放射素子が配置された第１基板と、平板形状の第２放射素子が配置された第２基板とを備える。第１基板は、互いに対向する第１面および第２面を有する。第１放射素子は、第１基板において第２面上、または、第１面と第２面との間の位置に配置されている。第１基板の第１面には、第１面の法線方向に凹んだ凹部が形成されている。第２基板は、凹部の内部に入り込むように配置された第１領域と、第１基板の第１面上に接する第２領域とを含む。第２放射素子の法線方向は、第１放射素子の法線方向とは異なる。
　本開示に係るアンテナモジュールによれば、第１放射素子が配置された第１基板に形成された凹部に、放射方向（法線方向）の異なる第２放射素子が配置された第２基板がはめ込まれており、当該第２基板が第１基板の主面（第１面）上で固定されている。このような構成とすることによって、屈曲部を設けることなく２つの基板同士を固定することができる。したがって、２方向に電波を放射可能なアンテナモジュールにおいて、機械的強度を確保しつつ低背化を実現することができる。
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１のアンテナモジュールの斜視図である。 図１のアンテナモジュールの側面透視図である。 アンテナブロックを説明するための図である。 変形例のアンテナブロックを説明するための図である。 実施の形態２に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 実施の形態１および実施の形態２のアンテナモジュールにおけるメイン基板側の放射素子のアンテナ特性を説明するための図である。 実施の形態３に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 実施の形態２および実施の形態３のアンテナモジュールにおけるアンテナブロック側の放射素子のアンテナ特性を説明するための図である。 実施の形態４に係るアンテナモジュールの側面透視図である。 実施の形態５に係るアンテナモジュールの斜視図である。 変形例のアンテナモジュールの斜視図である。
　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。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など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。
　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、給電装置の一例である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。
　アンテナ装置１２０は、誘電体基板１３０Ａと、複数の誘電体基板１３０Ｂとを含む。誘電体基板１３０Ａには、複数の放射素子１２５Ａが配置されている。各放射素子１２５Ａは、平板形状を有する放射電極１２１Ａおよび放射電極１２２Ａを含んでいる。各誘電体基板１３０Ｂには放射素子１２５Ｂが配置されている。放射素子１２５Ｂは、平板形状を有する放射電極１２１Ｂおよび放射電極１２２Ｂを含んでいる。
　放射素子１２５Ａ，１２５Ｂに含まれる各放射電極は、円形、楕円形あるいは多角形を有する平板形状のパッチアンテナである。本実施の形態１の例においては、各放射電極は、略正方形を有するマイクロストリップアンテナである。放射素子１２５Ａにおいて、放射電極１２１Ａのサイズは放射電極１２２Ａのサイズよりも小さい。そのため、放射電極１２１Ａから放射される電波の周波数帯域は、放射電極１２２Ａから放射される電波の周波数帯域よりも高い。同様に、放射素子１２５Ｂにおいて、放射電極１２１Ｂのサイズは放射電極１２２Ｂのサイズよりも小さく、放射電極１２１Ｂから放射される電波の周波数帯域は、放射電極１２２Ｂから放射される電波の周波数帯域よりも高い。すなわち、図１の例のアンテナモジュール１００は、２つの誘電体基板１３０Ａ，１３０Ｂの各々から、異なる２つの周波数帯域の電波を放射することが可能な、いわゆるデュアルバンドタイプのアンテナモジュールである。
　なお、以下の説明においては、複数の放射素子１２５Ａが配置された誘電体基板１３０Ａを「メイン基板１０８」とも称し、放射素子１２５Ｂが配置された個々の誘電体基板１３０Ｂの構成を「アンテナブロック１０７」とも称する。図２において後述するように、アンテナ装置１２０は、メイン基板１０８に、複数のアンテナブロック１０７が取り付けられた構成を有している。
　図１においては、アンテナ装置１２０が４つの誘電体基板１３０Ｂを含んでおり、誘電体基板１３０Ａに４つの放射素子１２５Ａが配置された構成の例が示されているが、誘電体基板１３０Ｂおよび放射素子１２５Ａの数はこれに限られない。また、図１においては、誘電体基板１３０Ａ上に放射素子１２５Ａが一列に配置された一次元のアレイ状に配置された例が示されているが、誘電体基板１３０Ａ上に放射素子１２５Ａが二次元のアレイ状に配置されていてもよい。あるいは、誘電体基板１３０Ａ上に単独の放射素子１２５Ａが配置される構成であってもよい。
　ＲＦＩＣ１１０は、４つの給電回路１１０Ａ～１１０Ｄを含む。給電回路１１０Ａは、メイン基板１０８側の放射電極１２１Ａに高周波信号を供給するための回路である。給電回路１１０Ｂは、メイン基板１０８側の放射電極１２２Ａに高周波信号を供給するための回路である。給電回路１１０Ｃは、アンテナブロック１０７側の放射電極１２２Ｂに高周波信号を供給するための回路である。給電回路１１０Ｄは、アンテナブロック１０７側の放射電極１２１Ｂに高周波信号を供給するための回路である。なお、給電回路１１０Ａ～１１０Ｄの内部構成は共通であるため、図１においては、説明を容易にするために、給電回路１１０Ａについてのみ詳細構成が記載されており、給電回路１１０Ｂ～１１０Ｄの構成は省略されている。以下では、代表として給電回路１１０Ａの機能について説明する。
　給電回路１１０Ａ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／分配器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から伝達された中間周波数の信号は、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／分配器１１６で４分波され、対応する信号経路を通過して、それぞれ異なる放射電極１２１Ａに給電される。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、放射電極１２１Ａから出力される電波の指向性を調整することができる。
　各放射電極１２１Ａで受信された高周波信号である受信信号はＲＦＩＣ１１０の給電回路１１０Ａに伝達され、異なる４つの信号経路を経由して信号合成／分配器１１６において合波される。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、さらに増幅回路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、各給電回路ごとに個別の集積回路部品として形成されてもよい。さらに、各放射素子に対応する機器（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、対応する放射素子毎に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）
　次に、図２～図４を用いて、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。図２は、実施の形態１に係るアンテナモジュール１００の斜視図である。図２においては、上段の（Ａ）には、メイン基板１０８とアンテナブロック１０７が分離した状態が示されている。また、図２の下段の（Ｂ）には、メイン基板１０８にアンテナブロック１０７が取り付けられた状態が示されている。図３は、図２の（Ｂ）の状態において、Ｘ軸の正方向からアンテナモジュール１００を見たときの側面透視図である。図４はアンテナブロック１０７単体の斜視図である。図４の上段（Ａ）は、アンテナブロック１０７のＹ軸方向の面を正面とした場合の斜視図である。また、図４の下段（Ｂ）は、アンテナブロック１０７のＺ軸方向の面を正面とした場合の斜視図である。
　なお、図２～図４においては、説明を容易にするために、放射素子１２５Ａが単独の放射電極１２１Ａを有し、放射素子１２５Ｂが単独の放射電極１２１Ｂを有する場合について説明する。また、図２～図４では、誘電体基板１３０Ａには５つの放射素子が配置され、それに対応して５つのアンテナブロック１０７が設けられる構成となっている。
　図２～図４を参照して、アンテナモジュール１００は、誘電体基板１３０Ａ，１３０Ｂ、放射電極１２１Ａ，１２１ＢおよびＲＦＩＣ１１０に加えて、給電配線１４１Ａ，１４１Ｂ、接続電極１５１，１５２、および接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２をさらに含む。なお、以降の説明において、誘電体基板１３０Ａの主面の法線方向をＺ軸方向とする。また、誘電体基板１３０Ａの主面において、放射電極１２１Ａおよびアンテナブロック１０７の配列方向をＸ軸とし、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸として規定する。言い換えれば、放射電極１２１Ａからの電波の放射方向をＺ軸の正方向とし、放射電極１２１Ｂからの電波の放射方向をＹ軸の正方向とする。すなわち、放射電極１２１Ａの法線方向と、放射電極１２１Ｂの法線方向とは直交している。
　誘電体基板１３０Ａ，１３０Ｂは、たとえば、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low　Temperature　Co-fired　Ceramics）多層基板、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、より低い誘電率を有する液晶ポリマー（Liquid　Crystal　Polymer：ＬＣＰ）から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、フッ素系樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、ＰＥＴ（Polyethylene　Terephthalate）材から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、あるいは、ＬＴＣＣ以外のセラミックス多層基板である。なお、誘電体基板１３０Ａ，１３０Ｂは必ずしも多層構造でなくてもよく、単層の基板であってもよい。
　メイン基板１０８の誘電体基板１３０Ａは、Ｚ軸方向から平面視した場合に、Ｘ軸方向を長辺とする略矩形形状を有している。そして、誘電体基板１３０ＡのＸ軸に沿った一方の長辺（Ｙ軸の正方向の端部）に、複数の凹部（切欠部）１７０が形成されている。凹部１７０は、誘電体基板１３０ＡにおけるＹ軸の正方向の側面（端部）まで形成されており、かつ、Ｚ軸方向に貫通している。この凹部１７０の凹んだ部分に、アンテナブロック１０７が部分的にはめ込まれて固定される。なお、凹部１７０は、必ずしも図２のように誘電体基板１３０ＡをＺ軸方向に貫通していなくてもよく、主面１３１ＡからＺ軸方向に凹んでいればよい。また、凹部１７０の位置は、誘電体基板１３０Ａの端部でなくてもよい。
　主面１３１Ａにおいて、アンテナブロック１０７と接する部分には、平板形状の接続電極１５１が配置されている。この接続電極１５１は、アンテナブロック１０７とメイン基板１０８との間の電気的接続に用いられる。
　誘電体基板１３０Ａは、Ｚ軸の正方向に位置する主面１３２ＡおよびＺ軸の負方向に位置する１３１Ａを有している。誘電体基板１３０Ａの主面１３２Ａ上、あるいは、主面１３２Ａに近い内部に、複数の放射電極１２１ＡがＸ軸方向に一列に配置されている。主面１３１Ａには、ＲＦＩＣ１１０およびパワーモジュールＩＣ（図示せず）などが内蔵されたＳｉＰ（System　In　Package）モジュール１０５、ならびに、外部機器との接続に用いられるコネクタ１０６が実装されている。また、誘電体基板１３０Ａにおいて、放射電極１２１Ａと主面１３１Ａとの間のある層において、全面にわたって放射電極１２１Ａに対向した接地電極ＧＮＤ１が配置されている。
　各放射電極１２１Ａには、給電配線１４１ＡによってＲＦＩＣ１１０から高周波信号が供給される。給電配線１４１Ａは、誘電体基板１３０Ａ内において、接地電極ＧＮＤ１を貫通して、放射電極１２１Ａの給電点ＳＰ１Ａに接続されている。図３の例においては、給電点ＳＰ１Ａは、放射電極１２１Ａの中心からＹ軸の負方向にオフセットした位置に配置されている。そのため、放射電極１２１Ａからは、Ｙ軸方向を偏波方向とする電波がＺ軸の正方向に放射される。
　アンテナブロック１０７の誘電体基板１３０Ｂは、図４に示されるように、放射電極１２１Ｂが配置される中央部分の領域ＲＧ１と、当該領域ＲＧ１から、Ｘ軸の正方向および負方向に突出した領域ＲＧ２とを有する。領域ＲＧ２のＺ軸方向の寸法は、領域ＲＧ１のＺ軸方向の寸法よりも短い。すなわち、誘電体基板１３０Ｂは、Ｙ軸方向から平面視すると略Ｔ字形状を有している。図２に示されるように、誘電体基板１３０Ｂは、領域ＲＧ１の部分が誘電体基板１３０Ｂの凹部１７０の内部に入り込むように、かつ、領域ＲＧ２のＺ軸の正方向の面が誘電体基板１３０Ａの主面１３１Ａに接するように配置されている。
　図３に示されるように、誘電体基板１３０ＢにおけるＹ軸の正方向の主面１３１Ｂには、放射電極１２１Ｂが配置されている。また、誘電体基板１３０Ｂにおいて、Ｙ軸の負方向の主面１３２Ｂに近い位置には、領域ＲＧ１の全面にわたって、放射電極１２１Ｂに対向した接地電極ＧＮＤ２が配置されている。
　誘電体基板１３０Ｂの領域ＲＧ２におけるＺ軸の正方向の面には、平板形状の接続電極１５２が配置されている。接続電極１５２は、アンテナブロック１０７をメイン基板１０８にはめ込んだ状態において、メイン基板１０８側の主面１３１Ａに配置された接続電極１５１と接する位置に配置されている。接続電極１５１と接続電極１５２は、たとえば、はんだにより電気的に接続される。なお、接続電極１５１と接続電極１５２との間の電気的結合は、直接接続に限られず、電極同士を非接触とした容量結合としてもよい。
　アンテナブロック１０７の放射電極１２１Ｂには、給電配線１４１Ｂを介して、ＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１４１Ｂは、ＲＦＩＣ１１０から、誘電体基板１３０Ａ、接続電極１５１，１５２および誘電体基板１３０Ｂを通過して、放射電極１２１Ｂの給電点ＳＰ１Ｂに接続される。図３の例においては、給電点ＳＰ１Ｂは、放射電極１２１Ｂの中心からＺ軸の負方向にオフセットした位置に配置されている。そのため、放射電極１２１Ｂからは、Ｚ軸方向を偏波方向とする電波がＹ軸の正方向に放射される。
　実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、アンテナブロック１０７は、メイン基板１０８の放射電極１２１ＡからＹ軸方向に距離ｄ１の位置に配置されている。なお、放射電極１２１Ａから放射される電波の波長をλとすると、少なくとも距離ｄ１を０．０５λ以上に設定すると２方向への電波の放射が可能である。アンテナブロック１０７の誘電体基板１３０Ｂの主面１３１Ｂは、誘電体基板１３０ＡのＹ軸の正方向の端部からは突出していない。言い換えれば、誘電体基板１３０Ａを法線方向（Ｚ軸方向）から平面視した場合に、アンテナブロック１０７の誘電体基板１３０Ｂは、誘電体基板１３０Ａの最外周の端部よりも内側になるように配置されている。
　２方向に電波を放射可能なアンテナモジュールを、上述した米国特許第１１１０８１５７号明細書（特許文献１）に開示されるような屈曲させた誘電体基板を用いて実現した場合、屈曲した側の一方の基板の他方基板からの突出量が大きくなりやすいため、さらなる低背化を行なう場合には寸法上の制限が生じ得る。また、２つの基板面をつなぐ屈曲部の位置および数が制限され、さらに当該屈曲部の誘電体厚みを薄くする必要があるため、屈曲部の機械的強度が十分に得られなかったり、複数の放射電極を用いる場合には給電配線の通過経路が確保できない状態となる可能性がある。
　一方で、本実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、一方の放射電極１２１Ｂを別の誘電体基板１３０Ｂに配置したアンテナブロック１０７を用い、当該アンテナブロック１０７をメイン基板１０８の凹部１７０にはめ込むとともに、メイン基板１０８の主面１３１Ａ上でアンテナブロック１０７が固定されるように構成する。これにより、２つの誘電体基板１３０Ａ，１３０Ｂが重なった状態で面接触で固定されるため、さらなる低背化が実現できるとともに機械的強度を確保することができる。
　さらに、アンテナブロック１０７を別個の誘電体基板で構成することができるため、誘電体厚み（すなわち、放射電極１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ２との距離）を確保することができ、これによって放射される電波の周波数帯域などのアンテナ特性を向上させることができる。特に、アンテナブロック１０７の誘電体基板１３０Ｂの誘電率を、メイン基板１０８側の誘電体基板１３０Ａの誘電率よりも大きくすることで、同じ誘電率の誘電体基板で構成する場合よりも、放射電極１２１Ｂおよびアンテナブロック１０７全体のサイズを小さくすることができるので、さらなる低背化および小型化を図ることができる。
　なお、上記の図２～図４においては、説明を容易にするために、放射素子として放射電極１２１，１２１Ｂのみが配置されたシングルバンドタイプのアンテナモジュールの構成について説明したが、図１のように各誘電体基板に異なるサイズの放射電極がスタック配置されたデュアルバンドタイプの構成についても、同様の構成が適用可能である。また、各放射電極から異なる２つの偏波方向に電波を放射可能な、デュアル偏波タイプのアンテナモジュールについても、上記の構成が適用可能である。
　なお、実施の形態１における「放射素子１２５Ａ」および「放射素子１２５Ｂ」は、本開示における「第１放射素子」および「第２放射素子」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「放射電極１２１Ａ」および「放射電極１２２Ａ」は、本開示における「第１素子」および「第２素子」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「放射電極１２１Ｂ」および「放射電極１２２Ｂ」は、本開示における「第３素子」および「第４素子」にそれぞれ対応する。
　実施の形態１において、アレイアンテナの場合には、隣接した放射素子１２５Ａのうちの一方が本開示における「第１放射素子」に対応し、他方が本開示における「第３放射素子」に対応する。同様に、隣接した放射素子１２５Ｂのうちの一方が本開示における「第２放射素子」に対応し、他方が本開示における「第４放射素子」に対応する。実施の形態１における「Ｘ軸方向」は、本開示における「第１方向」および「第２方向」に対応する。実施の形態１における「Ｙ軸方向」は、本開示における「第３方向」に対応する。
　実施の形態１における「誘電体基板１３０Ａ」および「誘電体基板１３０Ｂ」は、本開示における「第１基板」および「第２基板」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「主面１３１Ａ」および「主面１３２Ａ」は、本開示における「第１面」および「第２面」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「領域ＲＧ１，ＲＧ２」は、本開示における「第１領域」および「第２領域」にそれぞれ対応する。実施の形態１における「接地電極ＧＮＤ１，ＧＮＤ２」は、本開示における「第１接地電極」および「第２接地電極」にそれぞれ対応する。
　（変形例）
　変形例においては、アンテナブロックの別の構成について説明する。図５は、変形例のアンテナブロック１０７Ａを説明するための図である。図４と同様に、図５の上段（Ａ）は、アンテナブロック１０７ＡのＹ軸方向の面を正面とした場合の斜視図であり、図５の下段（Ｂ）は、アンテナブロック１０７ＡのＺ軸方向の面を正面とした場合の斜視図である。
　図５を参照して、アンテナブロック１０７Ａにおいては、図４のアンテナブロック１０７と比べると、メイン基板１０８の主面１３１Ａに固定するための領域ＲＧ２の構成が異なっている。より具体的には、アンテナブロック１０７Ａにおける誘電体基板１３０Ｂ１は、アンテナブロック１０７の領域ＲＧ２に代えて、放射電極１２１Ｂが配置される領域ＲＧ１の裏面（すなわち、Ｙ軸の負方向の主面）から突出した領域ＲＧ２Ａを有している。言い換えれば、誘電体基板１３０Ｂ１は、Ｘ軸方向から平面視すると略Ｌ字形状となっている。そして、領域ＲＧ２ＡのＺ軸の正方向の面に、接続電極１５２が配置されている。
　アンテナブロック１０７Ａを、図２に示したメイン基板１０８に配置すると、凹部１７０からＳｉＰ１０５に向かう位置の主面１３１Ａにて、領域ＲＧ２Ａが誘電体基板１３０Ａに固定される。
　変形例のアンテナブロック１０７Ａを用いた場合においても、実施の形態１と同様に、機械的強度を確保しながら低背化を実現することができる。
　なお、変形例における「誘電体基板１３０Ｂ１」は、本開示における「第２基板」に対応する。
　［実施の形態２］
　実施の形態２においては、メイン基板１０８においてアンテナブロック１０７が異なる位置に配置される構成について説明する。
　図６は、実施の形態２に係るアンテナモジュール１００Ａの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ａにおいては、実施の形態１のアンテナモジュール１００と比べると、アンテナブロック１０７がメイン基板１０８の外側に張り出した位置に配置されている点が異なっている。なお、図６において、実施の形態１のアンテナモジュール１００と重複する構成に説明は繰り返さない。
　図６を参照して、アンテナモジュール１００Ａにおけるアンテナブロック１０７は、放射電極１２１ＡからＹ軸の正方向にｄ２（＞ｄ１）だけ離間した位置に配置されている。これにより、アンテナブロック１０７における誘電体基板１３０Ｂの一部が、メイン基板１０８の誘電体基板１３０ＡのＹ軸の正方向の端部（すなわち最外周の端部）よりも、Ｙ軸の正方向に突出している。
　アンテナブロック１０７の誘電体基板１３０Ｂには、接地電極ＧＮＤ２が配置されている。そのため、放射電極１２１Ａと誘電体基板１３０Ｂとの間の距離が近いと、放射電極１２１Ａから誘電体基板１３０Ｂに向かうＹ軸方向を偏波方向とする電波については、放射電極１２１Ａから生じる電気力線が接地電極ＧＮＤ２に干渉し、アンテナ特性に影響を及ぼす可能性がある。
　このような場合には、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａのように、アンテナブロック１０７の一部をメイン基板１０８から突出させるように配置して、放射電極１２１Ａと接地電極ＧＮＤ２との間の離隔距離を確保することによって、放射電極１２１Ａのアンテナ特性の低下を抑制することができる。
　図７は、実施の形態１のアンテナモジュール１００、および、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａにおけるメイン基板１０８側の放射電極１２１Ａのアンテナ特性を説明するための図である。図７においては、実施の形態１（左欄）および実施の形態２（右欄）についての、アンテナモジュールの概略構成図（上段）、放射電極１２１Ａのアンテナゲインのグラフ（中段）、ならびに、Ｚ軸方向におけるピークゲインの値（下段）が示されている。放射電極１２１Ａからは、Ｚ軸の正方向（図７中の矢印ＡＲ１の方向）に電波が放射される。なお、図７の例においては、ｄ１＝０．４４［ｍｍ］であり、ｄ２＝０．９４［ｍｍ］である。
　図７に示されるように、実施の形態１の場合のピークゲインが３．２８［ｄＢｉ］であるのに対して、実施の形態２の場合のピークゲインが５．１６［ｄＢｉ］となっており、放射電極１２１Ａとアンテナブロック１０７との距離を大きくしたほうが、放射電極１２１Ａのゲイン特性が向上している。
　ただし、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａの場合、Ｙ軸方向の寸法がアンテナモジュール１００に比べて大きくなるため、小型化の観点からは逆の効果となる。すなわち、アンテナ特性と小型化とがトレードオフの関係となっている。したがって、アンテナモジュール１００，１００Ａのいずれの構成を採用するかについては、要求される仕様を考慮して適宜選択される。
　［実施の形態３］
　実施の形態３においては、アンテナブロック１０７側の放射素子のアンテナ特性を向上させる構成について説明する。
　図８は、実施の形態３に係るアンテナモジュール１００Ｂの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ｂにおいては、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａのアンテナブロック１０７Ａが、アンテナブロック１０７Ｂに置き換わった構成となっている。アンテナモジュール１００Ｂのその他の構成はアンテナモジュール１００Ａと同様である。図８において、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａと重複する構成に説明は繰り返さない。
　図８を参照して、アンテナモジュール１００Ｂのアンテナブロック１０７Ｂにおいては、誘電体基板１３０Ｂ２のＺ軸方向の寸法が、アンテナブロック１０７の誘電体基板１３０Ｂよりも長くなっている。これにより、接地電極ＧＮＤ２のＺ軸方向の寸法も大きくなっている。そして、誘電体基板１３０Ｂ２は、メイン基板１０８の誘電体基板１３０Ａから、Ｚ軸の正方向および負方向に突出するように配置されている。言い換えれば、誘電体基板１３０Ｂ２は、誘電体基板１３０Ａの主面１３１Ａ，１３２Ａから、法線方向であるＺ軸方向に突出している。
　一般的にパッチアンテナにおいては、放射電極に対向して配置される接地電極の面積が十分に大きいと、良好なアンテナ特性が得られることが知られている。接地電極の面積が小さい場合には、放射電極から生じた電気力線が接地電極の裏面側に回り込んでしまい、誘電体基板の側面側および裏面側への放射成分が増加してアンテナゲインの低下の要因になり得る。
　本実施の形態のアンテナモジュールにおいては、図４に示されるように、低背化を図るために、アンテナブロックの誘電体基板のＺ軸方向の寸法が、Ｘ軸方向に比べて極端に短くされている。そのため、Ｚ軸方向を偏波方向とする電波については、Ｘ軸方向を偏波方向とする電波に比べてアンテナ特性が低下しやすい。
　したがって、Ｚ軸方向を偏波方向とする電波のアンテナ特性が所望の要求特性に満たない場合には、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ｂのように、誘電体基板１３０Ｂ２のＺ軸方向の寸法を大きくすることで、アンテナ特性を調整することができる。
　ただし、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ｂの場合には、アンテナモジュール１００Ａに比べると、アンテナモジュール１００Ｂ全体のＺ軸方向の寸法が大きくなってしまうため、小型化の観点からは逆の効果となる。したがって、アンテナモジュール１００Ａ，１００Ｂのいずれの構成を採用するかについては、要求される仕様を考慮して適宜選択される。
　図９は、実施の形態２のアンテナモジュール１００Ａ、および、実施の形態３のアンテナモジュール１００Ｂにおけるアンテナブロック側の放射素子のアンテナ特性を説明するための図である。図９においても、図７と同様に、実施の形態２（左欄）および実施の形態３（右欄）についての、アンテナモジュールの概略構成図（上段）、放射電極１２１Ｂのアンテナゲインのグラフ（中段）、ならびに、Ｙ軸方向におけるピークゲインの値（下段）が示されている。放射電極１２１Ｂからは、Ｙ軸の正方向（図９中の矢印ＡＲ２の方向）に電波が放射される。
　図９に示されるように、実施の形態２の場合のピークゲインが２．２３［ｄＢｉ］であるのに対して、実施の形態３の場合のピークゲインが２．５７［ｄＢｉ］となっており、アンテナブロック１０７Ｂにおける接地電極ＧＮＤ２の面積をＺ軸方向に拡大することによって、放射電極１２１Ｂのゲイン特性が向上している。
　［実施の形態４］
　実施の形態４においては、アンテナブロックから放射される電波の方向を異ならせた構成について説明する。
　図１０は、実施の形態４に係るアンテナモジュール１００Ｃの側面透視図である。アンテナモジュール１００Ｃにおいては、実施の形態１のアンテナモジュール１００におけるアンテナブロック１０７が、アンテナブロック１０７Ｃに置き換わった構成となっている。また、アンテナモジュール１００Ｃにおいては、メイン基板１０８において、放射電極１２２Ａおよび給電配線１４２Ａが追加された構成となっている。アンテナモジュール１００Ｃのその他の構成はアンテナモジュール１００と同様である。図１０において、アンテナモジュール１００と重複する要素の説明は繰り返さない。
　図１０を参照して、メイン基板１０８においては、誘電体基板１３０Ａにおける放射電極１２１Ａと接地電極ＧＮＤ１との間の層に、放射電極１２２Ａが、放射電極１２１Ａに対向して配置されている。放射電極１２２Ａには、給電配線１４２Ａを介してＲＦＩＣ１１０から高周波信号が伝達される。給電配線１４２Ａは、ＲＦＩＣ１１０から接地電極ＧＮＤ１を貫通して、放射電極１２２Ａの給電点ＳＰ２Ａに接続されている。放射電極１２１Ａ，１２２Ａからは、矢印ＡＲ１で示されるＺ軸の正方向に電波が放射される。
　アンテナブロック１０７Ｃは、誘電体基板１３０Ｂ３と、放射電極１２１Ｂ，１２２Ｂと、接地電極ＧＮＤ２Ａとを含む。誘電体基板１３０Ｂ２は、Ｘ軸方向から平面視した場合に、矩形形状の一部の角が切り取られた断面となっている。より具体的には、誘電体基板１３０Ｂ２は、Ｙ軸の正方向とＺ軸の負方向の間の斜め方向を法線方向とする主面１３３Ｂを有する形状となっている。
　放射電極１２１Ｂ，１２２Ｂは、誘電体基板１３０Ｂ３において、主面１３３Ｂに平行となるように配置されている。また、接地電極ＧＮＤ２Ａは、主面１３３Ｂと平行な面を有する金属体である。接地電極ＧＮＤ２Ａは、たとえば、主面１３３Ｂに平行な複数の平板電極を積層し、これらの平板電極同士を１つ以上のビアで接続した構成とすることができる。放射電極１２２Ｂは、放射電極１２１Ｂと接地電極ＧＮＤ２Ａとの間に、放射電極１２１Ｂに対向して配置されている。
　放射電極１２１Ｂ，１２２Ｂには、それぞれ給電配線１４１Ｂ，１４２Ｂを介して、ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号が伝達される。給電配線１４１Ｂは、ＲＦＩＣ１１０から、誘電体基板１３０Ａ、および、対応する接続電極１５１，１５２を通り、誘電体基板１３０Ｂ３内において接地電極ＧＮＤ２Ａおよび放射電極１２２Ｂを貫通して、放射電極１２１Ｂの給電点ＳＰ１Ｂに接続される。給電配線１４２Ｂは、ＲＦＩＣ１１０から、誘電体基板１３０Ａ、および、対応する接続電極１５１，１５２を通り、誘電体基板１３０Ｂ３内において接地電極ＧＮＤ２Ａを貫通して、放射電極１２２Ｂの給電点ＳＰ２Ｂに接続される。
　このような構成とすることによって、アンテナブロック１０７Ｃからは、図１０の矢印ＡＲ３の方向に電波が放射される。なお、アンテナブロック１０７Ｃの放射素子１２５Ｂ（放射電極１２１Ｂ，１２２Ｂ）から放射される電波の放射方向すなわち放射素子１２５Ｂの法線方向（矢印ＡＲ３）と、メイン基板１０８の放射素子１２５Ａ（放射電極１２１Ａ，１２２Ａ）から放射される電波の放射方向すなわち放射素子１２５Ａの法線方向（矢印ＡＲ１）とのなす角は、９０°より大きく１８０°よりも小さい。アンテナモジュール１００Ｃにおいては、実施の形態１のアンテナモジュール１００と比べて、アンテナモジュール全体から放射される電波のカバレッジ範囲を拡大することができる。
　なお、接地電極ＧＮＤ２Ａにおいて、放射電極１２２Ｂに対向する部分の一部に凹部を形成し、放射電極１２２Ｂと接地電極ＧＮＤ２Ａとの間の誘電体層の厚みを厚くしてもよい。このような構成とすることによって、放射される電波の帯域幅を拡大することができる。
　［実施の形態５］
　実施の形態１のアンテナモジュール１００においては、メイン基板１０８における誘電体基板１３０Ａの一方の長辺に沿ってアンテナブロック１０７を配置し、アンテナブロック１０７を用いて一方向に電波を放射する構成について説明した。実施の形態５においては、アンテナブロックを用いて２つの方向に電波を放射する構成について説明する。
　図１１は、実施の形態５に係るアンテナモジュール１００Ｄの斜視図である。アンテナモジュール１００Ｄにおいては、誘電体基板１３０ＡにおけるＸ軸の正方向の端部に、アンテナブロック１０７Ｄがさらに配置された構成を有している。すなわち、Ｙ軸およびＺ軸の正方向への電波の放射に加えて、アンテナブロック１０７ＤからＸ軸の正方向へも電波を放射することができる。
　なお、アンテナモジュール１００Ｄの例においては、アンテナブロック１０７に供給する高周波信号の一部が分岐されて、アンテナブロック１０７Ｄに供給される。このような構成とすることによって、より広範囲に電波を放射することができるため、総放射電力（ＴＲＰ：Total　Radiation　Power）を維持するとともに、誘電体基板１３０ＡのＸ軸方向の寸法の増大を抑制しつつ、等価等方放射電力（ＥＩＲＰ：Equivalent　Isotopically　Radiated　Power）および放射電力の累積分布関数（ＣＤＦ：Cumulative　Distribution　Function）を改善することができる。
　（変形例）
　変形例においては、誘電体基板１３０ＡのＸ軸の負方向の端部にさらにアンテナブロックを配置する構成について説明する。
　図１２は、変形例のアンテナモジュール１００Ｅの斜視図である。アンテナモジュール１００Ｅにおいては、実施の形態５のアンテナモジュール１００Ｄと同様に誘電体基板１３０ＡのＸ軸の正方向の端部にはアンテナブロック１０７Ｄが配置され、さらに、Ｘ軸の負方向の端部にはアンテナブロック１０７Ｅが配置されている。アンテナブロック１０７Ｅからは、Ｘ軸の負方向に向かって電波が放射される。
　なお、アンテナモジュール１００Ｅにおいては、誘電体基板１３０Ａの長辺方向に沿って配置されたアンテナブロック１０７が１つ削除されて４つとなっている。言い換えれば、アンテナモジュール１００Ｄにおけるアンテナブロック１０７の１つの位置を、Ｘ軸の負方向の端部に変更した構成となっている。これに加えて、アンテナモジュール１００Ｅにおいては、ＳｉＰモジュール１０５ＥのＸ軸方向の寸法がアンテナモジュール１００の場合よりも短く小型化され、それによって誘電体基板１３０ＡのＸ軸方向の全体の寸法が短くなっている。
　このような構成とすることによって、Ｘ軸の負方向への電波の放射も可能となるため、より広範囲に電波を放射することができる。したがって、ＴＲＰを維持しながら、ＥＩＲＰおよびＣＤＦを改善することができる。
　［態様］
　（第１項）一態様に係るアンテナモジュールは、平板形状の第１放射素子が配置された第１基板と、平板形状の第２放射素子が配置された第２基板とを備える。第１基板は、互いに対向する第１面および第２面を有する。第１放射素子は、第１基板において第２面上、または、第１面と第２面との間の位置に配置されている。第１基板の第１面には、第１面の法線方向に凹んだ凹部が形成されている。第２基板は、凹部の内部に入り込むように配置された第１領域と、第１基板の第１面上に接する第２領域とを含む。第２放射素子の法線方向は、第１放射素子の法線方向とは異なる。
　（第２項）第１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２基板は、第２領域に配置され、第１基板との間で電気的な接続を可能とするための接続電極とを含む。上記接続電極を介して、第２放射素子に高周波信号が伝達される。
　（第３項）第１項または第２項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１基板の法線方向から平面視した場合に、第２基板の少なくとも一部は、第１基板の最外周の端部よりも外側に突出している。
　（第４項）第１項～第３項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２基板は第１面から第１基板の法線方向に突出している。
　（第５項）第４項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２基板は、第２面から第１基板の法線方向に突出している。
　（第６項）第１項～第５項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、凹部は、第１基板の側面まで形成されている。
　（第７項）第１項～第６項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２放射素子の法線方向は、第１放射素子の法線方向と直交している。
　（第８項）第１項～第６項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２放射素子の法線方向と、第１放射素子の法線方向とのなす角は、９０°より大きく１８０°よりも小さい。
　（第９項）第１項～第８項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールは、第１基板において第１面と第１放射素子との間に配置された第１接地電極と、第２基板において第２放射素子に対向して配置された第２接地電極とをさらに備える。
　（第１０項）第１項～第９項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１放射素子および第２放射素子の各々は、異なる２つの偏波方向の電波を放射可能である。
　（第１１項）第１項～第１０項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１放射素子は、互いに対向して配置され、第１周波数帯域の電波を放射可能な第１素子と、第１素子よりも低い第２周波数帯域の電波を放射可能な第２素子とを含む。
　（第１２項）第１項～第１１項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２放射素子は、互いに対向して配置され、第３周波数帯域の電波を放射可能な第３素子と、第３素子よりも低い第４周波数帯域の電波を放射可能な第４素子とを含む。
　（第１３項）第１項～第１２項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールは、第１放射素子および第２放射素子に高周波信号を供給する給電装置をさらに備える。
　（第１４項）第１３項に記載のアンテナモジュールにおいて、給電装置は第１面に配置される。
　（第１５項）第１項に記載のアンテナモジュールは、給電装置と、給電配線とをさらに備える。給電装置は、第１放射素子および第２放射素子に高周波信号を供給する。給電配線は、給電装置から第２放射素子に高周波信号を伝達する。記第２基板は、第２領域に配置され、第１基板との間で電気的な接続を可能とするための接続電極とを含む。給電配線は、第１基板を通り、接続電極を介して第２放射素子に接続される。
　（第１６項）第１項～第１５項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールは、平板形状の第３放射素子が配置された第３基板をさらに備える。第３基板は、第２基板に対して第１方向に隣接して配置されている。第３放射素子の法線方向は、第２放射素子の法線方向と同じである。
　（第１７項）第１６項に記載のアンテナモジュールは、第１基板において、第１放射素子に対して第１方向に隣接して配置された、平板形状の第４放射素子をさらに備える。
　（第１８項）第１項～第１７項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第１領域から第１放射素子に向かう方向に直交し、かつ、第１面に沿った方向を第２方向とすると、第２領域は、第１領域から第２方向に延在している。
　（第１９項）第１項～第１７項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールにおいて、第２領域は、第１領域から第１放射素子に向かう第３方向に延在している。
　（第２０項）第１項～第１９項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールは、第１面に配置され、外部機器と電気的に接続するためのコネクタをさらに備える。
　（第２１項）第１項～第２０項のいずれか１項に記載のアンテナモジュールを搭載した、通信装置。
　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。本発明の範囲は、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、１００，１００Ａ～１００Ｅ　アンテナモジュール、１０５，１０５Ｅ　ＳｉＰモジュール、１０６　コネクタ、１０７，１０７Ａ～１０７Ｅ　アンテナブロック、１０８　メイン基板、１１０Ａ～１１０Ｄ　給電回路、１１０　ＢＢＩＣ、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／分配器、１１８　ミキサ、１１９　増幅回路、１２０　アンテナ装置、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２２Ａ，１２２Ｂ　放射電極、１２５Ａ，１２５Ｂ　放射素子、１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｂ１～１３０Ｂ３　誘電体基板、１３１Ａ，１３１Ｂ，１３２Ａ，１３３Ｂ　主面、１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２Ａ，１４２Ｂ　給電配線、１５１，１５２　接続電極、１７０　凹部、２００　ＢＢＩＣ、ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，ＧＮＤ２Ａ　接地電極、ＳＰ１Ｂ，ＳＰ１Ａ，ＳＰ２Ｂ，ＳＰ２Ａ　給電点。

Claims (20)

  1. 　互いに対向する第１面および第２面を有し、平板形状の第１放射素子が配置された第１基板と、
    　平板形状の第２放射素子が配置された第２基板とを備え、
    　前記第１放射素子は、前記第１基板において前記第２面上、または、前記第１面と前記第２面との間の位置に配置されており、
    　前記第１基板の前記第１面には、前記第１面の法線方向に凹んだ凹部が形成されており、
    　前記第２基板は、
    　　前記凹部の内部に入り込むように配置された第１領域と、
    　　前記第１基板の前記第１面上に接する第２領域とを含み、
    　前記第２放射素子の法線方向は、前記第１放射素子の法線方向とは異なる、アンテナモジュール。
  2. 　前記第２基板は、前記第２領域に配置され、前記第１基板との間で電気的な接続を可能とするための接続電極とを含み、
    　前記接続電極を介して、前記第２放射素子に高周波信号が伝達される、請求項１に記載のアンテナモジュール。
  3. 　前記第１基板の法線方向から平面視した場合に、前記第２基板の少なくとも一部は、前記第１基板の最外周の端部よりも外側に突出している、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
  4. 　前記第２基板は、前記第１面から前記第１基板の法線方向に突出している、請求項１～３のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  5. 　前記第２基板は、前記第２面から前記第１基板の法線方向に突出している、請求項４に記載のアンテナモジュール。
  6. 　前記凹部は、前記第１基板の側面まで形成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  7. 　前記第２放射素子の法線方向は、前記第１放射素子の法線方向と直交している、請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  8. 　前記第２放射素子の法線方向と、前記第１放射素子の法線方向とのなす角は、９０°より大きく１８０°よりも小さい、請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  9. 　前記第１基板において、前記第１面と前記第１放射素子との間に配置された第１接地電極と、
    　前記第２基板において、前記第２放射素子に対向して配置された第２接地電極とをさらに備える、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。
  10. 　前記第１放射素子および前記第２放射素子の各々は、異なる２つの偏波方向の電波を放射可能である、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。
  11. 　前記第１放射素子は、互いに対向して配置され、第１周波数帯域の電波を放射可能な第１素子と、前記第１素子よりも低い第２周波数帯域の電波を放射可能な第２素子とを含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  12. 　前記第２放射素子は、互いに対向して配置され、第３周波数帯域の電波を放射可能な第３素子と、前記第３素子よりも低い第４周波数帯域の電波を放射可能な第４素子とを含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  13. 　前記第１放射素子および前記第２放射素子に高周波信号を供給する給電装置をさらに備える、請求項１～１２のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  14. 　前記給電装置は、前記第１面に配置される、請求項１３に記載のアンテナモジュール。
  15. 　前記第１放射素子および前記第２放射素子に高周波信号を供給する給電装置と、
    　前記給電装置から前記第２放射素子に高周波信号を伝達するための給電配線とをさらに備え、
    　前記第２基板は、前記第２領域に配置され、前記第１基板との間で電気的な接続を可能とするための接続電極とを含み、
    　前記給電配線は、前記第１基板を通り、前記接続電極を介して前記第２放射素子に接続される、請求項１に記載のアンテナモジュール。
  16. 　平板形状の第３放射素子が配置された第３基板をさらに備え、
    　前記第３基板は、前記第２基板に対して第１方向に隣接して配置されており、
    　前記第３放射素子の法線方向は、前記第２放射素子の法線方向と同じである、請求項１～１５のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  17. 　前記第１基板において、前記第１放射素子に対して前記第１方向に隣接して配置された、平板形状の第４放射素子をさらに備える、請求項１６に記載のアンテナモジュール。
  18. 　前記第１領域から前記第１放射素子に向かう方向に直交し、かつ、前記第１面に沿った方向を第２方向とすると、
    　前記第２領域は、前記第１領域から前記第２方向に延在している、請求項１～１７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  19. 　前記第２領域は、前記第１領域から前記第１放射素子に向かう第３方向に延在している、請求項１～１７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  20. 　前記第１面に配置され、外部機器と電気的に接続するためのコネクタをさらに備える、請求項１～１９のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
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