寬帶天線的製作方法
2023-05-26 11:10:46
專利名稱：寬帶天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及諸如適用於微波、毫米波等的高頻信號的寬帶天線。
背景技術：
作為現有技術的寬帶天線，例如已知有設置夾著比波長更薄的電介質而相互對置的輻射導體元件與接地導體板，並且，在輻射導體元件的輻射面側，設置無源導體元件的微帶天線(貼片天線patch antenna)(例如,參照專利文獻I)。另外,作為其他的現有技術，已知有在所述專利文獻I的構成上，在輻射導體元件與無源導體元件之間，配置相互有間隙而對置的2個導體板，將這些導體板與接地導體板進行電連接的構成(例如，參照專利文獻2) ο 在先技術文獻專利文獻專利文獻I JP特開昭55-93305號公報專利文獻2 JP實開平4-27609號公報
發明內容
但是，在專利文獻I的寬帶天線中，是利用輻射導體元件與無源導體元件的電磁場耦合來實現寬帶化的。但是，由於電磁場耦合的大小受到輻射導體元件與無源導體元件之間的厚度方向的間隔尺寸的較大作用，所以在擴大頻帶上存在極限。另外，在專利文獻2的寬帶天線中，由於輻射導體元件與無源導體元件之間配置有導體板，使輻射導體元件與無源導體元件之間的磁場耦合變強，具有擴大頻帶的可能性。但是，由於是導體板呈L字形彎折並且通過焊接將其端部安裝於接地導體的構造，所以，除組裝變複雜且生產性較低外，還存在每個天線的特性偏差也變大這樣的問題。本發明是鑑於上述現有技術的問題而開發的，本發明的目的在於提供一種能夠抑制特性偏差且能擴大頻帶的寬帶天線。(I)為了解決上述的課題，本發明的寬帶天線具備接地導體板，其與接地連接；輻射導體元件，其與該接地導體板保持間隔地對置，並與供電線路連接；無源導體元件，其從該輻射導體元件來觀察時，被配置在與所述接地導體板相反的相反側，且與所述接地導體板以及所述輻射導體元件進行絕緣；以及耦合量調整導體板，其配置在該無源導體元件與所述輻射導體元件之間，用於調整該無源導體元件與所述輻射導體元件的耦合量，其中，所述耦合量調整導體板構成為局部地覆蓋所述無源導體元件與所述輻射導體元件相互重疊的部位，並在相對於所述輻射導體元件中流通的電流的朝向而正交方向上跨過所述輻射導體元件，並且所述耦合量調整導體板的兩端側與所述接地導體板電連接。根據本發明，耦合量調整導體板構成為局部地覆蓋無源導體元件與輻射導體元件相互重疊的部位，並在相對於輻射導體元件中流通的電流的朝向而正交方向上跨過輻射導體元件。由此，輻射導體元件與無源導體元件進行電場耦合時，能夠利用耦合量調整導體板來調整該電場耦合的強度，能夠擴大供電線路與輻射導體元件所匹配的頻帶。具體而言，在將耦合量調整導體板的寬度方向設為與輻射導體元件中流通的電流的朝向平行的方向時，通過變更耦合量調整導體板的寬度尺寸，能夠調整輻射導體元件與無源導體元件的電場耦合的強度。另外，在將耦合量調整導體板的長度方向設為與輻射導體元件中流通的電流的朝向正交的方向時，通過變更耦合量調整導體板的長度尺寸，能夠調整電流的共振頻率。例如，在將接地導體板以及耦合量調整導體板設置於由絕緣材料構成的基板的情況下，利用在該基板所設置的通孔能夠容易地將接地導體板與耦合量調整導體板進行連接。由此，沒有通過焊接而連接的位置，能夠組裝中使操作簡單化進而提高生產性，並且，能夠減小各天線的特性偏差。(2)本發明中，所述耦合量調整導體板構成為利用柱狀的導體將所述耦合量調整導體板的兩端側與所述接地導體板連接。根據本發明，利用柱狀的導體將耦合量調整導體板的兩端側與接地導體板進行連接。由此，例如在將接地導體板以及耦合量調整導體板設置於由絕緣材料構成的基板的情況下，利用形成設置於該基板的柱狀導體的通孔，能夠容易地將接地導體板與耦合量調整導體板實現連接。(3)本發明中，所述供電線路通過從所述接地導體板來觀察時設於與所述輻射導體元件相反的相反側的其他的接地導體板、以及設於該其他的接地導體板與所述接地導體板之間的帶狀導體所形成的帶狀線路來構成，該帶狀線路的帶狀導體構成為通過設於所述接地導體板的連接用開口且與所述輻射導體元件進行連接。根據本發明，由於供電線路通過從接地導體板來觀察時配置於與輻射導體元件相反的相反側的帶狀線路來構成，例如在將接地導體板、輻射導體元件以及耦合量調整導體板設於由絕緣材料構成的基板的情況下，能夠將帶狀線路一併形成在該基板上，能夠謀求生產性的提高以及特性偏差的減輕。(4)本發明中，所述供電線路通過從所述接地導體板來觀察時設於與所述輻射導體元件相反的相反側的帶狀導體所形成的微帶線路來構成，該微帶線路的帶狀導體構成為通過設於所述接地導體板的連接用開口且與所述輻射導體元件進行連接。根據本發明，由於供電線路通過從接地導體板來觀察時配置於與輻射導體元件相反的相反側的微帶線路來構成，例如在將接地導體板、輻射導體元件以及耦合量調整導體板設於由絕緣材料構成的基板的情況下，能夠將微帶線路一併形成在該基板上，能夠謀求生產性的提高以及特性偏差的減輕。(5)本發明中，所述無源導體元件通過切取了角部部分後的大致四邊形狀的導體板來形成。根據本發明，由於無源導體元件是由切取了角部部分的大致四邊形狀的導體板來形成，所以，能夠調整無源導體元件中流通的電流的路徑，調整無源導體元件與輻射導體元件之間的耦合量，能夠擴大供電線路與輻射導體元件所匹配的頻帶。(6)本發明中，所述接地導體板、輻射導體元件、無源導體元件以及耦合量調整導 體板構成為被設於多個絕緣層所層疊而形成的多層基板，並且，配置在相對於該多層基板的厚度方向而相互不同的位置。
根據本發明，接地導體板、輻射導體元件、無源導體元件以及耦合量調整導體板構成為被設於多個絕緣層所層疊而形成的多層基板。由此，例如通過在相互不同的絕緣層的表面設置接地導體板、輻射導體元件、無源導體元件以及耦合量調整導體板，能夠容易地將這些配置於相對於多層基板的厚度方向相互不同的位置。其結果，能夠提高生產性，並且，能夠減小各天線的特性偏差。
圖I是表示本發明的第I實施方式的寬帶貼片天線的立體圖。圖2是從圖I中的箭頭所示II-II方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖3是表示從圖2中的箭頭所示III-III方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖4是表示從圖2中的箭頭所示IV-IV方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖5是以與圖2相同的位置，表示寬帶貼片天線的第I共振模式的說明圖。圖6是以與圖2相同的位置，表示寬帶貼片天線的第2共振模式的說明圖。圖7是表示第I實施方式以及第I比較例中的回波損耗(return loss)的頻率特性的特性線圖。圖8是表示第I實施方式以及第2、第3比較例中的回波損耗的頻率特性的特性線圖。圖9是表示第2實施方式的寬帶貼片天線的立體圖。 圖10是從圖9中的箭頭所示X-X方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖11是從圖10中的箭頭所示XI-XI方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖12是從圖10中的箭頭所示XII-XII方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖13是表示第3實施方式的寬帶貼片天線的立體圖。圖14是從圖13中的箭頭所示XIV-XIV方向觀察寬帶貼片天線時的剖視圖。圖15是表示第4實施方式的寬帶貼片天線的立體圖。圖16是表示從與圖4相同的位置觀察第4實施方式的寬帶貼片天線時的剖視圖。圖17是表示第4實施方式以及第4比較例中的回波損耗的頻率特性的特性線圖。
具體實施例方式以下，作為本發明的實施方式的寬帶天線，例如以60GHz帶用的寬帶貼片天線為例，參照添加的附圖來進行詳細說明。圖I至圖4表示第I實施方式的寬帶貼片天線I。該寬帶貼片天線I由後述的多層基板2、接地導體板8、輻射導體元件9、無源導體元件15、耦合量調整導體板16等來構成。多層基板2形成為相對於相互正交的X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向中的例如X軸方向以及Y軸方向而平行地擴展的平板狀。該多層基板2相對於成為寬度方向的Y軸方向例如具有數mm程度的寬度尺寸，相對於成為長度方向的X軸方向例如具有數mm程度的長度尺寸，並且，相對於成為厚度方向的Z軸方向例如具有數百μ m程度的厚度尺寸。另外，多層基板2例如由低溫共燒陶瓷多層基板(LTCC多層基板)而形成，具有從表面2A側朝向背面2B側在Z軸方向層疊的5層絕緣層3 7。各絕緣層3 7由在1000°C以下的低溫可燒制的絕緣性的陶瓷材料構成，形成為薄的層狀。接地導體板8例如利用銅、銀等的導電性金屬材料來形成，與接地連接。該接地導體板8位於絕緣層5與絕緣層6之間且覆蓋多層基板 2的大致整個面。在接地導體板8的表面側設有輻射導體元件9，並且，在接地導體板8的背面側設有帶狀線路10。由此，為了連接輻射導體元件9與帶狀線路10之間，在接地導體板8的中央部分設有例如大致圓形的連接用開口 8A。輻射導體元件9例如利用與接地導體板8相同的導電性金屬材料呈大致四邊形狀地形成，與接地導體板8保持間隔地對置。具體而言，輻射導體元件9配置在絕緣層5與絕緣層4之間。該輻射導體元件9與接地導體板8之間配置絕緣層5。由此，輻射導體元件9在與接地導體板8進行絕緣的狀態下，與接地導體板8對置。另外，如圖4所示，輻射導體元件9在Y軸方向上例如具有數百μπι程度的寬度尺寸LI，並且，在X軸方向上例如具有數百ym程度的長度尺寸L2。該輻射導體元件9的X軸方向的長度尺寸L2以電氣長設定為成為例如使用的高頻信號的半波長的值。並且，關於輻射導體元件9，在X軸方向的中途位置與後述的通孔14連接，並且，經由該通孔14與後述的帶狀線路10連接。接下來，輻射導體元件9構成為通過來自帶狀線路10的供電，電流I朝著X軸方向流通。如圖I至圖4所示，從接地導體板8來觀察，帶狀線路10設置於與輻射導體元件9相反的相反側，構成用於對輻射導體元件9進行供電的供電線路。具體而言，從接地導體板8來觀察，帶狀線路10由與輻射導體元件9相反的相反側所設置的其他的接地導體板11、接地導體板8與接地導體板11之間所設置的帶狀導體12來構成。在此，接地導體板11設於多層基板2的背面2B(絕緣層7的背面)，大致遍布整個面地覆蓋背面2B。該接地導體板11通過多個通孔13與接地導體板8電連接。該通孔13貫通絕緣層6、7，通過在其內徑為數十 數百ym程度(例如ΙΟΟμπι)的貫通孔中設置諸如銅、銀等的導電性金屬材料而形成為柱狀的導體。另外，通孔13沿Z軸方向延伸，其兩端分別與接地導體板8、11連接。接下來，多個通孔13包圍帶狀導體12地配置。由此，通孔13能夠使接地導體板8、11的電位穩定，並且，能夠抑制在帶狀導體12中傳送的高頻信號發生洩漏。一方面，帶狀導體12例如由與接地導體板8相同的導電性金屬材料構成，形成為沿X軸方向延伸的細長的帶狀，並且，配置於絕緣層6與絕緣層7之間。該帶狀導體12的端部配置在連接用開口 8Α的中心部分，經由作為連接線路的通孔14而與輻射導體元件9連接。該通孔14與通孔13大致相同地形成為柱狀的導體。另外，通孔14形成為貫通絕緣層5、6，穿過連接用開口 8Α的中心部分在Z軸方向上延伸，其兩端分別與輻射導體元件9與帶狀導體12連接。接下來，帶狀線路10形成為相對於通過寬度方向的中心位置的與X軸平行的線而呈線對稱。無源導體元件15例如利用與接地導體板8相同的導電性金屬材料而形成為大致四邊形狀，從輻射導體元件9來觀察，其位於與接地導體板8相反的相反側，並配置在多層基板2的表面2Α(絕緣層3的表面)。在該無源導體元件15與輻射導體元件9之間配置有絕緣層3、4。由此，無源導體元件15在輻射導體元件9以及接地導體板8進行絕緣的狀態下，與輻射導體元件9保持間隔地對置。另外，無源導體元件15，如圖4所示，其在Y軸方向例如具有數百μ m程度的寬度尺寸L3，並且，在X軸方向例如具有數百ym程度的長度尺寸L4。該無源導體元件15的寬度尺寸L3例如比輻射導體元件9的寬度尺寸LI要大。另一方面，無源導體元件15的長度尺寸L4例如比輻射導體元件9的長度尺寸L2要小。另外，無源導體元件15以及輻射導體元件9的大小關係、這些具體的形狀並不限於上述情形，考慮寬帶貼片天線I的輻射圖案等來進行適當設定。接下來，無源導體元件15與輻射導體元件9產生電磁場結合。耦合量調整導體板16例如利用與接地導體板8相同的導電性金屬材料而形成為大致四邊形狀，並配置在輻射導體元件9與無源導體元件15之間。具體而言，耦合量調整導體板16如圖2以及圖3所示，配置在絕緣層3與絕緣層4之間，相對於輻射導體元件9以及無源導體元件15進行絕緣。另外，如圖4所示，耦合量調整導體板16在Y軸方向例如具有數百μπι程度的寬 度尺寸L5，並且，在X軸方向例如具有數百ym程度的長度尺寸L6。該耦合量調整導體板16的寬度尺寸L5例如比輻射導體元件9的寬度尺寸LI以及無源導體元件15的寬度尺寸L3要大。另一方面，耦合量調整導體板16的長度尺寸L6例如比輻射導體元件9的長度尺寸L2以及無源導體元件15的長度尺寸L4要小。由此，耦合量調整導體板16沿Y軸方向橫穿地覆蓋成為輻射導體元件9與無源導體元件15相互重疊的部位中的其中一部分的中心部分(例如X軸方向的中心部分)。由此，耦合量調整導體板16在相對於輻射導體元件9中流通的電流I的朝向而正交方向上跨過輻射導體元件9。另外，在耦合量調整導體板16的兩端側，設置有一對通孔17。這些通孔17與通孔13大致相同地形成為柱狀的導體，貫通絕緣層4、5而形成，將耦合量調整導體板16與接地導體板8進行電連接。接下來，輻射導體元件9、無源導體元件15以及耦合量調整導體板16例如配置在相互的中心位置是在XY平面上的相同的位置。另外，輻射導體元件9、無源導體元件15以及耦合量調整導體板16形成為相對於通過這些中心位置的且與X軸平行的線而呈線對稱，並且，相對於通過這些中心位置的且與Y軸平行的線而呈線對稱。接下來，耦合量調整導體板16用於調整輻射導體元件9與無源導體元件15之間的耦合量。本實施方式的寬帶貼片天線I是具有如上所述的構成，接下來對其動作進行說明。首先，從帶狀線路10向輻射導體元件9進行供電時，在輻射導體元件9中向X軸方向流通電流I。由此，寬帶貼片天線I發送或接收與輻射導體元件9的長度尺寸L2相應的高頻信號。此時，輻射導體元件9與無源導體元件15相互進行電磁場耦合，並且，如圖5以及圖6所示，具有共振頻率相互不同的2個共振模式。除在這2個共振頻率降低高頻信號的回波損耗外，在這2個共振頻率之間的頻帶也降低高頻信號的回波損耗。由此，與省略了無源導體元件15的情況相比較，能夠擴大可使用的高頻信號的頻帶。另外，無源導體元件15隨著與輻射導體元件9之間的間隔尺寸變大，帶狀線路10與輻射導體元件9所匹配的頻帶具有擴大的傾向。但是，無源導體元件15在與輻射導體元件9之間的間隔尺寸變大時，天線整體也會大型化，從而存在難以適用於小型電子設備等這樣的問題。相對於此，在本實施方式中，由於在輻射導體元件9與無源導體元件15之間設置有耦合量調整導體板16，能夠利用耦合量調整導體板16來調整輻射導體元件9與無源導體元件15之間的稱合量。為了確認該耦合量調整導體板16的效果，關於設有耦合量調整導體板16的情況(第I實施方式)與未設有的情況(第I比較例)，而測定了回波損耗的頻率特性。其結果如圖7所示。另外，多層基板2的厚度尺寸設為O. 7mm。輻射導體元件9的寬度尺寸LI設為O. 55mm,長度尺寸L2設為O. 7_。無源導體元件15的寬度尺寸L3設為I. 15mm,長度尺寸L4設為O. 6_。耦合量調整導體板16的寬度尺寸L5設為I. 5mm,長度尺寸L6設為O. 3_。通孔13、14、17的直徑設為O. 1mm。根據圖7的結果，在未設置耦合量調整導體板16的情況下，回波損耗比-SdB要低的頻帶為14GHz程度。相對於此，在設有耦合量調整導體板16的情況下，回波損耗比-SdB要低的頻帶為19GHz程度，由此可知頻帶得到擴大。 如此，耦合量調整導體板16能夠根據其寬度尺寸L5來調整電流的共振頻率，能夠按照其長度尺寸L6來調整輻射導體元件9與無源導體元件15之間的電場耦合的強度。另外，關於稱合量調整導體板16的長度尺寸L6而存在最佳值。例如在圖8中，作為第2比較例所示那樣，在減小耦合量調整導體板16的長度尺寸L6的情況下(L6 =O. 2mm)，在高頻側的回波損耗變小，頻帶變窄。另一方面，如在圖8中，作為第3比較例所示那樣，在過分增大耦合量調整導體板16的長度尺寸L6的情況下(L6 = O. 6mm)，在2個共振頻率之間的頻帶也將產生回波損耗上升，產生頻帶變窄的情形。由此，為了謀求寬帶化，耦合量調整導體板16的長度尺寸L6優選相對於輻射導體元件9的長度尺寸L2而設定為諸如一半程度的值。這樣，在本實施方式中，耦合量調整導體板16構成為局部地覆蓋輻射導體元件9與無源導體元件15相互重疊的部位，相對於輻射導體元件9中流通的電流的朝向在正交方向上跨過輻射導體元件9。由此，輻射導體元件9與無源導體元件15進行電場耦合時，利用耦合量調整導體板16則能夠調整該電場耦合的強度，從而能夠擴大帶狀線路10與輻射導體元件9所匹配的頻帶。另外，自將接地導體板8以及耦合量調整導體板16設置於多層基板2後，利用用於貫通多層基板2的絕緣層4、5的通孔17，能夠容易地將耦合量調整導體板16的兩端側與接地導體板8連接。由此，能夠使耦合量調整導體板16的電位穩定，並且能夠使耦合量調整導體板16的電特性相對於Y軸方向而成為對稱，這與僅將耦合量調整導體板16的一端側與接地導體板8進行了連接的情況相比，能夠抑制寄生容量(stray capacitance)的發生、不需要的共振現象等。另外，接地導體板8、輻射導體元件9、無源導體元件15以及耦合量調整導體板16構成為設置在由多個絕緣層3 7所層疊形成的多層基板2中。由此，通過在相互不同的絕緣層3 6的表面依次設置無源導體元件15、耦合量調整導體板16、輻射導體元件9以及接地導體板8，能夠容易地將這些部件相對於多層基板2的厚度方向而配置於相互不同的位置。並且，從接地導體板8來觀察，在與輻射導體元件9相反的相反側，設置帶狀線路10。由此，在設置了接地導體板8、輻射導體元件9、無源導體元件15以及耦合量調整導體板16的多層基板2上能夠一併形成帶狀線路10，能夠謀求生產性的提高、特性偏差的減輕。接下來，圖9至圖12表示本發明的第2實施方式。接下來，本實施方式的特徵在於設為在輻射導體元件連接微帶線的構成。另外，在本實施方式中，對於與所述第I實施方式相同的構成要素而賦予相同的標號，並省略其說明。第2實施方式的寬帶貼片天線21由多層基板22、接地導體板8、輻射導體元件9、無源導體元件15、耦合量調整導體板16等構成。在此，多層基板22與第I實施方式的多層基板2大致相同地，由LTCC多層基板來形成，從表面22k側至背面22B側，具有在Z軸方向層疊了的4層絕緣層23 26。在該情況下，接地導體板8設置在絕緣層25與絕緣層26之間，遍布大致整個面地覆蓋多層基板22。輻射導體元件9設置在絕緣層24與絕緣層25之間並與接地導體板8保持間隔而相對置。無源導體元件15設置於多層基板22的表面22A(絕緣層23的表面)。·該無源導體元件15從輻射導體元件9來觀察時，位於與接地導體板8相反的相反側，並與輻射導體元件9以及接地導體板8進行絕緣。另外，耦合量調整導體板16設置在絕緣層23與絕緣層24之間，並配置在輻射導體元件9與無源導體元件15之間。該耦合量調整導體板16局部地覆蓋輻射導體元件9與無源導體元件15相互重疊的部位，在Y軸方向跨過輻射導體元件9。接下來，耦合量調整導體板16的兩端側經由通孔17與接地導體板8電連接。如圖9至圖11所示，從接地導體板8來觀察時，微帶線路27設置於與輻射導體元件9相反的相反側，其構成用於對輻射導體元件9進行供電的供電線路。具體而言，微帶線路27從接地導體板8來觀察時，由設置於與輻射導體元件9相反的相反側的帶狀導體28構成。該帶狀導體28例如由與接地導體板8相同的導電性金屬材料構成，形成為在X軸方向延伸的細長的帶狀，並且，設置於多層基板22的背面22B(絕緣層26的背面)。接下來，微帶線路27相對於通過寬度方向的中心位置的與X軸平行的線呈線對稱地形成。另外，帶狀導體28的端部配置在連接用開口 8A的中心部分，經由作為連接線路的通孔29而與輻射導體元件9連接。該通孔29與第I實施方式的通孔14大致相同地形成，貫通絕緣層25、26，並且，通過連接用開口 8A的中心部分在Z軸方向進行延伸。接下來，通孔29的兩端分別與輻射導體元件9、帶狀導體28連接。這樣，即使是本實施方式，能夠獲得與第I實施方式相同的作用效果。尤其是，本實施方式中，由於設為對輻射導體元件9連接微帶線路27的構成，與第I實施方式的帶狀線路10相比較，能夠簡化微帶線路27的構成，能夠降低製造成本。接下來，圖13以及圖14示出了本發明的第3實施方式。接下來，本實施方式的特徵設為利用了貫通多層基板的通孔來連接耦合用調整導體板與接地導體板的構成。另外，在本實施方式中，對於與所述第I實施方式相同的構成要素賦予相同的標號，並省略其說明。第3實施方式的寬帶貼片天線31由多層基板32、接地導體板8、輻射導體元件9、無源導體元件15、耦合量調整導體板40等來構成。在此，多層基板32與第2實施方式的多層基板22大致相同地形成，從表面32A側至背面32B側，具有在Z軸方向層疊了的4層絕緣層33 36。
在該情況下，接地導體板8設於絕緣層35與絕緣層36之間，並遍布大致整個面地覆蓋多層基板32。輻射導體元件9位於絕緣層34與絕緣層35之間，並與接地導體板8隔著間隔而對置。無源導體元件15設於多層基板32的表面32A(絕緣層33的表面)。從輻射導體元件9來觀察時，該無源導體元件15位於與接地導體板8相反的相反側，並與輻射導體元件9以及接地導體板8進行絕緣。微帶線路37與第2實施方式的微帶線路27大致相同地形成，從接地導體板8來觀察時，由設於與輻射導體元件9相反的相反側的帶狀導體38來構成。該帶狀導體38例如由與接地導體板8相同的導電性金屬材料構成，形成為在X軸方向延伸的細長的帶狀，並且，設於多層基板32的背面32B (絕緣層36的背面)。另外，帶狀導體38的端部配置於連接用開口 8A的中心部分，通過作為連接線路的通孔39與輻射導體元件9連接。該通孔39與第I實施方式的通孔14大致相同地形成，貫通絕緣層35、36，並且通過連接用開口 8A的中心部分在Z軸方向進行延伸。接下來，通孔 39的兩端分別與輻射導體元件9、帶狀導體38連接。耦合量調整導體板40與第I實施方式的耦合量調整導體板16大致相同地形成，設於絕緣層33與絕緣層34之間，並配置於輻射導體元件9與無源導體元件15之間。該耦合量調整導體板40局部地覆蓋輻射導體元件9與無源導體元件15相互重疊的部位，在Y軸方向橫跨輻射導體元件9。其中，耦合量調整導體板40的兩端側利用貫通了多層基板32的通孔41而與接地導體板8進行電連接的點是與第I實施方式的耦合量調整導體板16不同的。在該情況下，通孔41與第I實施方式的通孔17相同地構成為柱狀的導體，貫通多層基板32的所有的絕緣層33 36。由此，通孔41在Z軸方向進行延伸，並且，在其途中位置與接地導體板8以及耦合量調整導體板16分別連接。這樣，即使是本實施方式，也能夠獲得與第I實施方式相同的作用效果。尤其是，在本實施方式中，由於設為利用貫通了多層基板32的通孔41來將耦合量調整導體板40與接地導體板8連接的構成，即使在連接特定的層間的通孔的形成為較難的情況下，也能夠容易地形成由貫通孔構成的通孔來構成通孔41。另外，在第3實施方式中，以適用於與第2實施方式相同地具備微帶線路37的寬帶貼片天線31的情況為例進行了說明，也可適用於與第I實施方式相同而具備帶狀線路的寬帶貼片天線。接下來，圖15以及圖16示出了本發明的第4實施方式。本實施方式的特徵在於無源導體元件是由切取了角部部分後的大致四邊形狀的導體板來形成的。另外，在本實施方式中，對於與所述第I實施方式相同的構成要素而賦予相同的標號，並省略其說明。第4實施方式的寬帶貼片天線51由多層基板2、接地導體板8、輻射導體元件9、無源導體元件52、耦合量調整導體板16等來構成。無源導體元件52與第I實施方式的無源導體元件15大致相同地形成。其中，本實施方式的無源導體元件52是由具有切取了其角部部分後的切取部52A的大致四邊形狀的導體板來形成。在該情況下，無源導體元件52的切取部52A設為呈直線狀切取後的形狀，例如也可以是呈圓弧狀切取後的形狀。接下來，根據切取部52A的形狀，無源導體元件52中流通的電流路徑進行變化。由此，通過適當地設定切取部52A的形狀，能夠調整輻射導體元件9與無源導體元件52之間的耦合量。為了確認該切取部52A所帶來的效果，關於角部部分切取後的情況(第4實施方式)與未切取的情況(第4比較例)，測定了回波損耗的頻率特性。其結果如圖17所示。根據圖17的結果，在未切取角部部分的情況下，在2個共振頻率之間的頻帶，回波損耗上升至-SdB程度。相對於此，在切取了角部部分的情況下，與未切取的情況相比較，低頻側的共振頻率向高頻側移動，但在2個共振頻率之間的頻帶中，回波損耗比-IOdB要低。由此，回波損耗比-IOdB要低的頻帶為15GHz程度，可知擴大了頻帶。這樣，即使是本實施方式也能獲得與第I實施方式相同的作用效果。尤其是，在本實施方式中，由於無源導體元件52是由具有切取了角部部分後的切取部52A的大致四邊形狀的導體板而形成，所以通過調整無源導體元件52中流通的電流的路徑，能夠調整無源導體元件52與輻射導體元件9之間的耦合量，能夠降低回波損耗。由此，能夠擴大帶狀線路10與輻射導體元件9所匹配的頻帶，能夠謀求寬帶化。另外，在第4實施方式中，以適用於與第I實施方式相同的寬帶貼片天線51的情況為例進行了說明，但也可以適用於第2、第3實施方式的寬帶貼片天線21、31。另外，在所述各實施方式中，以使寬帶貼片天線1、21、31、51在多層基板2、22、32形成的情況為例進行了說明，也可以通過在單層的基板設置導體板等來形成寬帶貼片天線。另外，在所述各實施方式中，以作為供電線路而利用了帶狀線路10、微帶線路27、37的情況為例進行了說明，也可以設為諸如利用同軸線纜等的其他的供電線路的構成。另外，在所述各實施方式中，以使用於60GHz帶的毫米波的寬帶貼片天線為例進行了說明，也可以適用於在其他頻帶的毫米波、微波中所利用的寬帶貼片天線。標號說明1、21、31、51寬帶貼片天線(寬帶天線)2、22、32 多層基板8接地導體板8A連接用開口9輻射導體元件10帶狀線路11接地導體板(其他的接地導體板)12、28、38 帶狀導體13、14、17、29、39、41 通孔(柱狀的導體)15、52無源導體元件16、40耦合量調整導體板27、37微帶線路52A切取部
權利要求
1.一種寬帶天線，其具備 接地導體板，其與接地連接； 輻射導體元件，其與該接地導體板保持間隔地對置，並與供電線路連接； 無源導體元件，其從該輻射導體元件來觀察時，被配置在與所述接地導體板相反的相反側，且與所述接地導體板以及所述輻射導體元件進行絕緣；以及 耦合量調整導體板，其配置在該無源導體元件與所述輻射導體元件之間，用於調整該無源導體元件與所述輻射導體元件的耦合量， 其中， 所述耦合量調整導體板構成為局部地覆蓋所述無源導體元件與所述輻射導體元件相互重疊的部位，並在相對於所述輻射導體元件中流通的電流的朝向的正交方向上跨過所述輻射導體元件，並且所述耦合量調整導體板的兩端側與所述接地導體板電連接。
2.根據權利要求I所述的寬帶天線，其中， 所述耦合量調整導體板構成為利用柱狀的導體將所述耦合量調整導體板的兩端側與所述接地導體板連接。
3.根據權利要求I所述的寬帶天線,其中， 所述供電線路通過由從所述接地導體板來觀察時設於與所述輻射導體元件相反的相反側的其他的接地導體板、以及設於該其他的接地導體板與所述接地導體板之間的帶狀導體所形成的帶狀線路來構成，該帶狀線路的帶狀導體構成為通過設於所述接地導體板的連接用開口與所述輻射導體元件進行連接。
4.根據權利要求I所述的寬帶天線，其中， 所述供電線路通過由從所述接地導體板來觀察時設於與所述輻射導體元件相反的相反側的帶狀導體所形成的微帶線路來構成，該微帶線路的帶狀導體構成為通過設於所述接地導體板的連接用開口與所述輻射導體元件進行連接。
5.根據權利要求I所述的寬帶天線，其中， 所述無源導體元件通過切取了角部部分後的大致四邊形狀的導體板來形成。
6.根據權利要求I所述的寬帶天線，其中， 所述接地導體板、輻射導體元件、無源導體元件以及耦合量調整導體板構成為被設於層疊了多個絕緣層而形成的多層基板，並且，配置在相對於該多層基板的厚度方向而相互不同的位置。
全文摘要
在多層基板(2)的內部，且在位於絕緣層(5、6)之間設置接地導體板(8)，並位於絕緣層(4、5)之間設置輻射導體元件(9)。該輻射導體元件(9)與帶狀線路(10)連接。在多層基板(2)的表面(2A)設置與輻射導體元件(9)對置的無源導體元件(15)。在多層基板(2)的絕緣層(3、4)之間，且在位於輻射導體元件(9)與無源導體元件(15)之間設置耦合量調整導體板(16)。該耦合量調整導體板(16)在相對於輻射導體元件(9)中流通的電流(I)的朝向而正交方向跨過輻射導體元件(9)，並且該耦合量調整導體板(16)的兩端側通過通孔(17)與接地導體板(8)電連接。
文檔編號H01Q5/01GK102714357SQ20108006143
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年1月27日
發明者平塚敏朗, 藤井洋隆, 須藤薰 申請人:株式會社村田製作所