天线装置、使用该天线装置的阵列天线装置、模块、模块阵列和封装模块制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种实现小型且高增益化的天线装置。天线装置由组合多个电介质层的多层电介质基片构成，将馈电天线设置在所述多层基片的下层，并且，在所述馈电天线的上方设置反射金属板，进而，还在所述多个电介质层中配置圆形或矩形的环状金属，使直径从下层向上层变大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术用于利用芯片天线(chip antenna)等来实现更高增益的天线，尤其涉及一种可在实现使能动器件与天线一体化的系统封装时有效实现高增益化的天线装置。本专利技术主张2004年9月7日申请的特愿2004-260038号和2005年6月17日申请的特愿2005-178001号的优先权，在此援引其内容。
技术介绍
以前，提出过高增益化单元件天线的各种结构。作为研究为高增益化单元件天线的方法之结构，图30A和图30B示出带金属壁的微带天线的结构例(参照专利文献1)。图30A和图30B分别是表示现有天线装置的结构的斜视图和截面图。图30A和图30B中，15是圆筒，16是微带贴片(a microstrip patch)，17是供电点，18是基片，19是接地板，20是馈电电路用基片，21表示馈电电路。示出如下方法，即通过具备作为金属壁的圆筒15来作为基本结构，高增益化微带天线。具体而言，构造成在基片18、形成于基片18上的微带贴片16、和配设于基片18背面的接地板19构成的微带天线周围，装配由金属构成的圆筒15。圆筒15接地于微带天线的接地板19上。专利文献1日本专利第3026171号公报但是，上述专利文献1中，作为高增益化的值，仅示出至10dBi，未示出如何由微带天线单元件来实现更高增益化。
技术实现思路
本专利技术着眼于如下有效结构，不能忽视在使用微波频带的通信系统中、天线与其它高频电路的连接接口引起的损耗，为了削减该损耗，一体化构成高频电路与天线。本专利技术鉴于上述问题而做出，其目的在于通过一体化制入高频电路的基片与天线基片，并且，以芯片形状制入反射镜天线，提供一种实现小型且高增益化的天线装置。另外，本专利技术的目的在于提供一种使用这种高增益的天线装置的阵列天线装置、模块、模块阵列、封装模块。为了实现上述目的，本专利技术的天线装置具备组合多个电介质层的多层电介质基片；设置在所述多层电介质基片下层的馈电天线；设置在所述馈电天线的上方的金属板；和在所述多个电介质层中配置成直径从下层向上层变大的圆形或矩形的环状金属。另外，就本专利技术的天线装置而言，所述金属板也可用作初级反射器，所述环状金属也可用作次级反射器。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可在所述金属板中留出圆形或矩形的隙缝。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可在所述金属板的下面具有平面天线，在所述平面天线的表面具有短截线(a stub)。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可在所述平面天线的元件要素中具备可变电容元件。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可在所述多个电介质层中配置多组环状金属，用作对应于多个频率的次级反射器。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可在所述金属板的背面具有用作反射器的MEMS器件。另外，就本专利技术的天线装置而言，所述馈电天线也可是由单个馈电元件构成的结构、或具有单个馈电元件与一个以上无源元件的结构、或配置多个馈电元件的结构、或配置多个具有单个馈电元件与一个以上无源元件的元件群的结构。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是所述金属板用作无源元件，所述环状金属用作反射器。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是所述金属板的形状为圆形或矩形，圆的直径或矩形的任一边长度在所述多层电介质基片的电介质内波长的1.48倍-2.16倍的范围内。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是所述金属板的形状为圆形或矩形，圆的直径或矩形的任一边长度在所述多层电介质基片的电介质内波长的1.62倍-1.86倍的范围内。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是所述金属板由激励5阶以上奇数阶的模式的金属制成。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是所述金属板距所述电介质层最下层的高度在所述多层电介质基片的电介质内波长的0.12-0.28倍的范围内。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是所述金属板距所述电介质层最下层的高度在所述多层电介质基片的电介质内波长的0.16-0.22倍的范围内。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可构成为从整个圆周以任意角度切取所述环状金属。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是配置于所述多个电介质层各层中的环状金属之间使用贯穿孔(a through hole)或导孔(a via hole)来连接。另外，就本专利技术的天线装置而言，也可是将所述金属板作为在第2频率下谐振的微带天线，与在第1频率下激励的所述馈电天线独立，在所述第2频率下激励。另外，本专利技术的模块在本专利技术的天线装置的表面安装能动器件。另外，本专利技术的模块阵列使用多个上述模块来构成。另外，本专利技术的封装模块在上述天线装置的表面安装能动器件，在该表面侧将具有空隙结构的基片连接于所述天线装置上。另外，本专利技术的阵列天线装置使用多个所述天线装置来构成。专利技术效果本专利技术的天线装置具备组合多个电介质层的多层电介质基片；设置在所述多层电介质基片下层的馈电天线；设置在所述馈电天线的上方的金属板；和在所述多个电介质层中配置成直径从下层向上层变大的圆形或矩形的环状金属。因此，可实现与反射型开口面天线相同的动作。由此，可实现简单构造的反射镜天线。从而，可实现制造性好的高增益天线。另外，在本专利技术的天线装置中，在所述金属板中留出圆形或矩形的隙缝。因此，可使从馈电天线辐射的电磁波的功率一部分原样辐射。由此，可实现在主波瓣内无凹槽(notch)的指向特性。从而，可实现规模较小的高增益天线。另外，在本专利技术的天线装置中，在所述金属板的下面具有平面天线，在所述平面天线的表面具有短截线。因此，可利用设置在下面的平面天线来调整激励相位。由此，可控制来自初级辐射器的反射波的指向特性。由此，即便使用本结构的天线，也可实现目的指向特性。另外，在本专利技术的天线装置中，在所述平面天线的元件要素中具备可变电容元件。因此，能可变控制设置在下面的平面天线的激励相位。由此，可变控制来自初级辐射器的反射波的指向特性。从而，根据本结构的天线，可执行可变指向性控制。另外，在本专利技术的天线装置中，在所述多个电介质层中配置多组环状金属，用作对应于多个频率的次级反射器。因此，可按每个频率使反射镜动作。由此，可在多个频率下分别实现不同的指向性。从而，可实现可对应于多个系统的天线。另外，在本专利技术的天线装置中，在所述金属板的背面具有用作反射器的MEMS器件。因此，通过改变设置在所述金属板下面的MEMS器件的角度，可调整反射波的方向。由此，能可变控制来自初级反射器的反射波的指向特性。由此，可执行本结构的天线的指向特性可变控制。另外，根据本专利技术的天线装置，所述金属板用作无源元件，所述环状金属用作反射器。由此，构成为由无源元件再辐射从馈电天线辐射的电磁波，并且，由环状等的导电性部件进一步反射，所以可实现高增益的天线装置。另外，在本专利技术的天线装置中，为圆形或矩形的金属板的圆的直径或矩形的任一边长度在所述多层电介质基片的电介质内波长的1.48倍-2.16倍的范围内。由此，可实现10(dBi)以上的高增益。另外，在本专利技术的天线装置中，为圆形或矩形的金属板的圆的直径或矩形的任一边长度在所述多层电介质基片的电介质内波长的1.62倍-1.86倍的范围内。由此，可实现15(dBi)以上的高增益。另外，在本专利技术的天线装置中，所述金属板由激励5阶以上奇数阶的模式的金属制成。由此，即便在激励3阶模式的无源元件以外、使用激励5阶以上的奇数阶模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线装置，其特征在于，具备：　　　　组合多个电介质层的多层电介质基片；　　　　设置在所述多层电介质基片下层的馈电天线；　　　　设置在所述馈电天线的上方的金属板；和　　　　在所述多个电介质层中配置成直径从下层向上层变大的圆形或矩形的环状金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：关智弘，西川健二郎，本间尚树，常川光一，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]