JP6943350B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置に関する。

下記の特許文献１に、平板状アンテナをケースに固定したアンテナユニットが開示されている。このアンテナユニットは、下ケース、回路板、平板状アンテナ、及び上ケースを含む。回路板と平板状アンテナに貫通孔が設けられており、下ケースに固定ピンが設けられている。固定ピンを回路板の貫通孔及び平板状アンテナの貫通孔に挿入することにより、回路板及び平板状アンテナが下ケースに対して位置決めされる。上ケースと下ケースとで、回路板及び平板状アンテナが挟まれて固定される。

特開平７−１８３７２０号公報

特許文献１に開示されたアンテナユニットにおいては、主として平板状アンテナ（放射素子）の法線方向に電波が放射され、法線方向に対して直交する方向のアンテナゲインは小さい。本発明の目的は、平板状の放射素子の法線方向に対して直交する方向におけるゲインを高めることが可能な通信装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
アンテナ装置と、
前記アンテナ装置を支持する支持部材と
を有し、
前記アンテナ装置は、
誘電体基板と、
前記誘電体基板に設けられた放射素子及びグランド導体を含むパッチアンテナと
を有し、
さらに、前記アンテナ装置と前記支持部材との、誘電体基板の法線方向に直交する方向における相対位置を拘束し、少なくとも一部分が前記パッチアンテナと電磁気的に結合して線状アンテナとして動作する線状導体を有する通信装置が提供される。

線状アンテナが放射素子に結合して励振されることにより、放射素子の法線方向に対して直交する方向に電波が放射される。これにより、放射素子の法線方向に対して直交する方向のゲインを高めることができる。

図１は、第１実施例による通信装置の放射素子と線状導体の平面的な位置関係を示す図である。 図２Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第１実施例による通信装置の断面図であり、図２Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第１実施例による通信装置の断面図である。 図３は、第１実施例による通信装置のブロック図である。 図４Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第２実施例による通信装置の断面図であり、図４Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第２実施例による通信装置の断面図である。 図５Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第３実施例による通信装置の断面図であり、図５Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第３実施例による通信装置の断面図である。 図６Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第４実施例による通信装置の断面図であり、図６Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第４実施例による通信装置の断面図である。 図７Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第５実施例による通信装置の断面図であり、図７Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第５実施例による通信装置の断面図である。 図８Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第６実施例による通信装置の断面図であり、図８Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第６実施例による通信装置の断面図である。 図９Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第７実施例による通信装置の断面図であり、図９Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第７実施例による通信装置の断面図である。 図１０Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第８実施例による通信装置の断面図であり、図１０Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第８実施例による通信装置の断面図である。 図１１Ａは、アンテナ装置を支持部材に装着していない状態における第９実施例による通信装置の断面図であり、図１１Ｂは、アンテナ装置を支持部材に装着した状態における第９実施例による通信装置の断面図である。

［第１実施例］
図１から図３までの図面を参照して、第１実施例による通信装置について説明する。
図１は、第１実施例による通信装置の放射素子１５と線状導体３０との平面的な位置関係を示す図である。アンテナ装置１０の一つの面である第１面１３に４個の平板状の放射素子１５が設けられている。４個の放射素子１５は、２行２列の行列状に配置されている。

放射素子１５の各々の平面形状は、行方向及び列方向に平行な辺を持つ長方形または正方形である。なお、放射素子１５の各々平面形状は、必ずしも幾何学的に厳密に長方形または正方形である必要はない。例えば、放射素子１５の各々は、長方形の４つの辺にそれぞれ部分的に重なる４つの辺を持つほぼ長方形状の平面形状を有していてもよい。一例として、長方形の角を三角形または正方形等で切り欠いた平面形状としてもよい。

放射素子１５の各々に対応して複数の円柱状の線状導体３０が配置されている。線状導体３０として、導体ピンを用いることができる。線状導体３０は、放射素子１５の１つの辺の中点を、その辺に対して直交する方向に向かって放射素子１５から離した位置に配置されている。行方向または列方向に隣り合う２つの放射素子１５の間には、両者の相互に対向する辺から等距離の位置に１つの線状導体３０が配置されている。なお、線状導体３０の形状は円柱状に限らず、他の細長い形状、例えば四角柱状としてもよい。

図２Ａ及び図２Ｂは、図１の一点鎖線２Ａ−２Ａにおける通信装置の断面図である。第１実施例による通信装置はアンテナ装置１０と支持部材３５とを含んでおり、図２Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態を示しており、図２Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態を示している。

アンテナ装置１０は誘電体基板１１を含んでおり、誘電体基板１１の一方の表面がアンテナ装置１０の第１面１３に相当する。誘電体基板１１の内層にグランド導体１２が配置されており、第１面１３に複数の放射素子１５が配置されている。放射素子１５及びグランド導体１２により、パッチアンテナが構成される。ソルダーレジスト膜１９が、放射素子１５及び誘電体基板１１の第１面１３を覆う。

誘電体基板１１の、放射素子１５が配置された面とは反対側の面に高周波集積回路素子１６が実装されている。放射素子１５の各々は、誘電体基板１１内に設けられた導体パターン及びビア導体からなる給電線１７を介して高周波集積回路素子１６に接続されている。高周波集積回路素子１６が封止樹脂層２０により封止されている。封止樹脂層２０の表面が、アンテナ装置１０の、第１面１３とは反対側の第２面１４を構成する。高周波集積回路素子１６が実装されたアンテナ装置１０は、アンテナモジュールという場合がある。

誘電体基板１１の第１面１３に複数の凹部１８が設けられている。複数の凹部１８は、平面視において線状導体３０（図１）に対応する位置に配置されている。また、深さ方向（厚さ方向）に関して凹部１８はグランド導体１２まで達していない。

支持部材３５が、アンテナ装置１０の第１面１３に対向するように配置される。支持部材３５の、アンテナ装置１０に対向する面に、複数の柱状の線状導体３０が固定されている。線状導体３０は金属等の導電材料で形成される。複数の線状導体３０の長手方向は相互に平行であり、支持部材３５の表面に対して垂直（放射素子１５の法線方向と平行）である。支持部材３５は、例えばアンテナ装置１０が収容される通信機器の筐体、または筐体内のアンテナ装置の固定部位に相当し、樹脂等の絶縁材料で形成されている。

アンテナ装置１０を支持部材３５に支持させるときには、複数の線状導体３０がそれぞれアンテナ装置１０の複数の凹部１８に挿入される。線状導体３０が凹部１８に挿入された状態では、第１面１３に平行な方向（誘電体基板１１の法線方向に直交する方向）に関してアンテナ装置１０と支持部材３５との相対位置が拘束される。また、線状導体３０は放射素子１５と電磁気的に結合し、無給電の線状アンテナとして動作する。線状導体３０の両端は、グランド導体１２及び他の導電性の構造物に接続されておらず、電気的にオープン状態である。このため、線状導体３０はダイポールアンテナとして動作する。

図３は、第１実施例による通信装置のブロック図である。第１実施例による通信装置は、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータ、家電機器等に搭載される。第１実施例による通信装置は、アンテナ装置１０と、ベースバンド信号処理を行うベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）４０とを備えている。

アンテナ装置１０は、４つの放射素子１５からなるアンテナアレイと、高周波集積回路素子１６とを備えている。送信すべき情報を含む中間周波信号がベースバンド集積回路素子４０から高周波集積回路素子１６に入力される。高周波集積回路素子１６は、ベースバンド集積回路素子４０から入力された中間周波信号を高周波信号にアップコンバートし、複数の放射素子１５に供給する。

さらに、高周波集積回路素子１６は、４つの放射素子１５で受信された高周波信号をダウンコンバートする。ダウンコンバートされた中間周波信号が高周波集積回路素子１６からベースバンド集積回路素子４０に入力される。ベースバンド集積回路素子４０は、ダウンコンバートされた中間周波信号を処理する。

次に、高周波集積回路素子１６の送信動作について説明する。ベースバンド集積回路素子４０から中間周波増幅器６０を介してアップダウンコンバート用ミキサ５９に、中間周波信号が入力される。アップダウンコンバート用ミキサ５９でアップコンバートされた高周波信号が、送受信切り替えスイッチ５８を介してパワーディバイダ５７に入力される。パワーディバイダ５７で分割された高周波信号の各々が、移相器５６、アッテネータ５５、送受信切り替えスイッチ５４、パワーアンプ５２、送受信切り替えスイッチ５１、及び給電線１７を経由して放射素子１５に供給される。パワーディバイダ５７で分割された後の高周波信号の処理を行う移相器５６、アッテネータ５５、送受信切り替えスイッチ５４、パワーアンプ５２、送受信切り替えスイッチ５１、及び給電線１７は、放射素子１５ごとに設けられている。

次に、高周波集積回路素子１６の受信動作について説明する。複数の放射素子１５の各々で受信された高周波信号が、給電線１７、送受信切り替えスイッチ５１、ローノイズアンプ５３、送受信切り替えスイッチ５４、アッテネータ５５、移相器５６を経由してパワーディバイダ５７に入力される。パワーディバイダ５７で合成された高周波信号が、送受信切り替えスイッチ５８を経由して、アップダウンコンバート用ミキサ５９に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ５９でダウンコンバートされた中間周波信号が、中間周波増幅器６０を経由してベースバンド集積回路素子４０に入力される。

なお、高周波集積回路素子１６とベースバンド集積回路素子４０との間で、中間周波信号に代えてベースバンド信号の送受信を行う構成としてもよい。この場合、高周波集積回路素子１６は、ダイレクトアップダウンコンバートを行う。

高周波集積回路素子１６は、例えば上述の機能を含む１チップの集積回路部品として提供される。または、放射素子１５に対応する移相器５６、アッテネータ５５、送受信切り替えスイッチ５４、パワーアンプ５２、ローノイズアンプ５３、送受信切り替えスイッチ５１については、放射素子１５ごとに１チップの集積回路部品として提供してもよい。

次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
第１実施例では、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着する際に、線状導体３０をアンテナ装置１０の凹部１８に挿入する。これにより、アンテナ装置１０の第１面１３の法線方向に直交する方向に関して、支持部材３５に対してアンテナ装置１０を容易に位置決めすることができる。

放射素子１５及びグランド導体１２からなるパッチアンテナは、第１面１３の法線方向に大きなゲインを持ち、第１面１３に平行な方向についてはゲインが小さい。放射素子１５が励振されると、放射素子１５に結合している線状導体３０からなるダイポールアンテナも励振される。ダイポールアンテナは、第１面１３に平行な方向に大きなゲインを持つ。このため、アンテナ装置１０は、第１面１３の法線方向のみならず、法線方向に対して直交する方向にも、効率的に電波を放射することができる。

線状導体３０からなるダイポールアンテナを効率的に励振するために、線状導体３０の電気長を放射素子１５の共振波長の１／２とすることが好ましい。さらに、放射素子１５と線状導体３０との結合の強さを十分な大きさにするために、放射素子１５の各辺の中点から線状導体３０までの距離を、行方向及び列方向に隣り合う放射素子１５の間隔の１／２以下にすることが好ましい。

次に第１実施例の変形例について説明する。
第１実施例ではアンテナ装置１０に４個の放射素子１５を設けているが、放射素子１５の個数は４個に限られない。放射素子１５は少なくとも１個設ければよい。

第１実施例では、１つの放射素子１５の４つの辺に対応して、それぞれ線状導体３０を配置しているが、１つの放射素子１５に対して少なくとも１つの線状導体３０を配置すればよい。この場合、主として、放射素子１５から線状導体３０を向く方向のゲインを高めることができる。また、第１実施例では、放射素子１５の１つの辺の中点に対応する位置に線状導体３０を配置しているが、必ずしも中点に対応する位置に配置する必要はなく、中点からずれた位置に配置してもよい。

第１面１３（図２Ｂ）からグランド導体１２（図２Ｂ）までの深さが浅く、線状導体３０の十分な長さが確保できない場合には、線状導体３０の支持部材３５側の端部をＬ字状に折り曲げて、十分な長さを確保するとよい。線状導体３０の折り曲げ方向は、平面視において放射素子１５の対応する辺に平行な方向にするとよい。このように折り曲げることにより、他の方向に折り曲げる場合と比べて、放射素子１５と線状導体３０との結合を大きくすることができる。

第１実施例では、１つの放射素子１５に１つの給電点を設けているが、励振方向が相互に直交する位置関係になるように２個の給電点を設けてもよい。これにより、相互に直交する２つの偏波面のうち所望の方向の偏波面を持つ電波を放射することができる。

図２Ａ及び図２Ｂでは、線状導体３０と凹部１８とを区別して表記するために、凹部１８の軸方向に直交する断面の寸法を、線状導体３０の軸方向に直交する断面の寸法より大きく表記している。凹部１８の断面の寸法を、線状導体３０の断面の寸法とほぼ同一にするとよい。この場合、線状導体３０を凹部１８に挿入すると、線状導体３０と凹部１８の側面との摩擦力によって、支持部材３５に対してアンテナ装置１０を支持することができる。

平面視において、線状導体３０が配置されている箇所のグランド導体１２を除去し、線状導体３０がグランド導体１２よりも深い位置まで達する構造としてもよい。例えば、グランド導体１２に開口を設け、線状導体３０がこの開口を通過するようにするとよい。

第１実施例では、放射素子１５の各々を単一の導体パターンで形成しているが、複数の導体パターンを積層してスタック型パッチアンテナを構成してもよい。さらに、同一平面内に給電素子と無給電素子とを配置した構成としてもよい。また、第１実施例では、放射素子１５の平面形状を正方形または長方形としているが、放射素子１５の形状はこれらに限定されない。例えば、放射素子１５の平面形状を、正方形または長方形の四隅を切り落とした十字形状等にしてもよい。

グランド導体１２は、平面視において誘電体基板１１のほぼ全域に配置する必要はない。平面視において、少なくとも放射素子１５を包含するように配置すればよい。

封止樹脂層２０の表面をシールドケース等のシールド部材で覆ってもよい。また、高周波集積回路素子１６は、必ずしも封止樹脂層２０で封止されていなくてもよい。封止樹脂層２０で封止されていない高周波集積回路素子１６をシールドケース等のシールド部材で覆ってもよい。

高周波集積回路素子１６は、誘電体基板１１の、放射素子１５が設けられている面と同一の面に実装してもよい。

第１実施例では、放射素子１５が設けられている誘電体基板１１に高周波集積回路素子１６を実装しているが、高周波集積回路素子１６を他の基板に実装し、アンテナ装置１０を、高周波集積回路素子１６が実装された基板に実装してもよい。

放射素子１５は、準ミリ波帯やミリ波帯で共振し、第１実施例による通信装置が、準ミリ波帯やミリ波帯の高周波信号の送受信を行うようにするとよい。ここで、準ミリ波帯及びミリ波帯とは、周波数が２０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の周波数帯を意味する。

［第２実施例］
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して第２実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３）と共通の構成については説明を省略する。

図４Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第２実施例による通信装置の断面図である。図４Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第２実施例による通信装置の断面図である。第１実施例では、アンテナ装置１０の放射素子１５が配置された第１面１３が支持部材３５に対向している。これに対し、第２実施例では、アンテナ装置１０の第２面１４が支持部材３５に対向している。

アンテナ装置１０に、第１実施例の凹部１８（図２Ａ、図２Ｂ）に代えて、第２面１４から第１面１３まで達する複数の貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１はグランド導体１２を貫通しており、貫通孔２１の側面にグランド導体１２が露出している。

支持部材３５に固定された複数の線状導体３０が、それぞれ貫通孔２１に挿入されて、アンテナ装置１０が支持部材３５に支持される。線状導体３０は、グランド導体１２が配置されている位置よりも第１面１３の側まで達しており、グランド導体１２に短絡または容量結合している。線状導体３０のうち、グランド導体１２に短絡または容量結合した箇所よりも第１面１３側の部分が、無給電のモノポールアンテナとして動作する。

次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
第２実施例においても、第１実施例と同様に、支持部材３５に対してアンテナ装置１０を容易に位置決めすることができる。さらに、第２実施例では、線状導体３０の一部分がモノポールアンテナとして動作することにより、第１実施例と同様に第１面１３の法線方向に対して直交する方向のゲインを高めることができる。

線状導体３０の一部分をモノポールアンテナとして効率的に動作させるために、線状導体３０のうち、グランド導体１２に短絡または容量結合している箇所よりも第１面１３の側に位置する部分の電気長を、放射素子１５の共振波長の１／４にすることが好ましい。なお、グランド導体１２と線状導体３０との容量結合の容量を考慮して、線状導体３０が放射素子１５の共振波長と同一波長で共振するようにしてもよい。線状導体３０は、アンテナ装置１０内に収まっていてもよいし、第１面１３から突出していてもよい。

次に、第２実施例の変形例について説明する。
第２実施例では、線状導体３０をモノポールアンテナとして動作させるが、ダイポールアンテナとして動作する構成を採用してもよい。ダイポールアンテナとして動作させるためには、例えば、線状導体３０とグランド導体１２との距離を十分確保して、両者が実質的に結合しないようにするとよい。この場合、線状導体３０の電気長を、放射素子１５の共振波長の１／２にすることが好ましい。

［第３実施例］
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して第３実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３）と共通の構成については説明を省略する。

図５Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第３実施例による通信装置の断面図である。図５Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第３実施例による通信装置の断面図である。第１実施例では、アンテナ装置１０に設けられている凹部１８（図２Ａ、図２Ｂ）がグランド導体１２まで達していない。これに対し、第３実施例では、アンテナ装置１０に設けられている凹部１８がグランド導体１２まで達しており、凹部１８の底にグランド導体１２が露出している。

凹部１８に挿入された線状導体３０の先端がグランド導体１２に接触することにより、線状導体３０の先端がグランド導体１２に短絡される。

次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
第３実施例においても、第１実施例と同様に、支持部材３５に対してアンテナ装置１０を容易に位置決めすることができる。さらに、第３実施例では、線状導体３０の先端がグランド導体１２に短絡されているため、線状導体３０が無給電のモノポールアンテナとして動作する。このため、第１実施例と同様に第１面１３の法線方向に対して直交する方向のゲインを高めることができる。線状導体３０をモノポールアンテナとして効率的に動作させるために、線状導体３０の電気長を、放射素子１５の共振波長の１／４にすることが好ましい。

次に、第３実施例の変形例について説明する。
第３実施例では、線状導体３０の先端をグランド導体１２に短絡させているが、短絡に代えて、線状導体３０をその先端においてグランド導体１２に容量結合させてもよい。

［第４実施例］
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して第４実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３）と共通の構成については説明を省略する。

図６Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第４実施例による通信装置の断面図である。図６Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第４実施例による通信装置の断面図である。第１実施例では、支持部材３５（図２Ａ、図２Ｂ）の表面に線状導体３０の端面が接触している。これに対し、第４実施例では、線状導体３０の一方の端部側の一部分が支持部材３５に埋め込まれている。線状導体３０のうち支持部材３５から突出している部分が、凹部１８に挿入される。

次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
第４実施例においても、第１実施例と同様に、支持部材３５に対してアンテナ装置１０を容易に位置決めすることができる。なお、第４実施例では、線状導体３０の一部分が支持部材３５に埋め込まれているため、支持部材３５に対する線状導体３０の固着力が強まる。その結果、支持部材３５に対してアンテナ装置１０を、より強固に支持することができる。

第４実施例でも第１実施例の場合と同様に、線状導体３０が無給電のダイポールアンテナとして動作する。このため、第１実施例と同様に第１面１３の法線方向に対して直交する方向のゲインを高めることができる。線状導体３０をダイポールアンテナとして効率的に動作させるために、線状導体３０の電気長を、放射素子１５の共振波長の１／２にすることが好ましい。

放射素子１５と線状導体３０との結合を強くするために、第１面１３の法線方向に関して、線状導体３０の長手方向の中心位置を、放射素子１５の位置に一致させることが好ましい。

第１実施例では、線状導体３０の長さが、第１面１３からグランド導体１２（図２Ａ、図２Ｂ）までの深さに制約される。これに対し第４実施例では、線状導体３０を、第１面１３からグランド導体１２までの深さよりも長くすることができる。このため、線状導体３０の長さ設定の自由度が高まるという優れた効果が得られる。

次に、第４実施例の変形例について説明する。
第４実施例では、線状導体３０の両端を電気的にオープンの状態にしてダイポールアンテナとして動作させているが、第３実施例（図５Ｂ）と同様に、線状導体３０の先端をグランド導体１２に接触、または容量結合させてモノポールアンテナとして動作させてもよい。線状導体３０がグランド導体１２を貫通する構成としてもよい。

［第５実施例］
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して第５実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３）と共通の構成については説明を省略する。

図７Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第５実施例による通信装置の断面図である。図７Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第５実施例による通信装置の断面図である。第１実施例では、支持部材３５（図２Ａ、図２Ｂ）の、アンテナ装置１０に対向する面が平坦であり、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態で支持部材３５がソルダーレジスト膜１９に接触している。これに対し、第５実施例では、支持部材３５の、アンテナ装置１０に対向する面に複数の窪み３６が設けられている。平面視において、複数の放射素子１５がそれぞれ窪み３６の内部に配置されている。

アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態で、放射素子１５上のソルダーレジスト膜１９と窪み３６の底面とが接触せず、ソルダーレジスト膜１９と支持部材３５との間に空洞が形成される。

次に、第５実施例の優れた効果について説明する。
第５実施例でも第１実施例の場合と同様に、線状導体３０と凹部１８とにより、アンテナ装置１０を支持部材３５に対して容易に位置決めすることができる。また、第１面１３の法線方向に対して直交する方向のゲインを高めることができる。

さらに、第５実施例では、放射素子１５上のソルダーレジスト膜１９と支持部材３５との間に空洞が確保されているため、支持部材３５が放射素子１５の共振波長に与える影響が軽減される。この十分な効果を得るために、放射素子１５から窪み３６の底面までの間隔を、放射素子１５の共振波長の１／１０以上にすることが好ましい。例えば、放射素子１５の共振周波数が６０ＧＨｚである場合、放射素子１５から窪み３６の底面までの間隔を５ｍｍ以上にすることが好ましい。

［第６実施例］
次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して第６実施例による通信装置について説明する。以下、第５実施例による通信装置（図７Ａ、図７Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。

図８Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第６実施例による通信装置の断面図である。図８Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第６実施例による通信装置の断面図である。第５実施例では放射素子１５上のソルダーレジスト膜１９と窪み３６（図７Ａ、図７Ｂ）の底面との間が空洞にされている。これに対し第６実施例では、放射素子１５上のソルダーレジスト膜１９と窪み３６の底面との間の空間に、支持部材３５の誘電率よりも低い誘電率を持つ低誘電率部材３７が配置されている。アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態で、低誘電率部材３７がソルダーレジスト膜１９を介して放射素子１５に対向している。

次に、第６実施例の優れた効果について説明する。第６実施例では、放射素子１５と支持部材３５との間に、支持部材３５の誘電率より低い誘電率を持つ低誘電率部材３７が配置されているため、支持部材３５が放射素子１５の共振波長に与える影響が軽減される。この十分な効果を得るために、低誘電率部材３７の厚さを、放射素子１５の共振波長（低誘電率部材３７内における波長）の１／１０以上にすることが好ましい。

［第７実施例］
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して第７実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３）と共通の構成については説明を省略する。

図９Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第７実施例による通信装置の断面図である。図９Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第７実施例による通信装置の断面図である。第１実施例では、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着する前の状態で、線状導体３０（図２Ａ）が支持部材３５に固定されている。これに対し、第７実施例では、線状導体３０が支持部材３５に固定されておらず、アンテナ装置１０に固定されている。線状導体３０の一方の端部が、誘電体基板１１の第１面１３からある深さまで埋め込まれている。支持部材３５の、線状導体３０に対応する位置に凹部３８が設けられている。

線状導体３０を凹部３８に挿入することにより、アンテナ装置１０が支持部材３５に対して位置決めされる。

次に、第７実施例の優れた効果について説明する。第７実施例においても、第１実施例と同様に、アンテナ装置１０を支持部材３５に対して容易に位置決めすることができる。また、第１面１３に対して直交する方向のゲインを高めることができる。

［第８実施例］
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して第８実施例による通信装置について説明する。以下、第１実施例による通信装置（図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３）と共通の構成については説明を省略する。

図１０Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第８実施例による通信装置の断面図である。図１０Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第８実施例による通信装置の断面図である。第１実施例では、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着する前の状態で、線状導体３０（図２Ａ）が支持部材３５に固定されている。これに対し、第８実施例では、アンテナ装置１０が支持部材３５に装着される前の状態で、線状導体３０がアンテナ装置１０及び支持部材３５のいずれにも固定されていない。

アンテナ装置１０の第１面１３に複数の凹部１８が設けられており、支持部材３５の、アンテナ装置１０に対向する面に複数の凹部３８が設けられている。アンテナ装置１０を支持部材３５に装着する際に、線状導体３０の一方の端部を支持部材３５の凹部３８に挿入する。この状態で、線状導体３０の他方の端部は、支持部材３５の表面から突出している。凹部３８の寸法は、線状導体３０が容易に脱落しない大きさとされている。例えば、凹部３８が設けられている面を下方に向けても、線状導体３０は重力によって脱落することはない。線状導体３０の突出した部分をアンテナ装置１０の凹部１８に挿入することにより、アンテナ装置１０を支持部材３５に対して位置決めする。

なお、線状導体３０を、先にアンテナ装置１０の凹部１８に挿入し、その後線状導体３０の突出した部分を支持部材３５の凹部３８に挿入してもよい。

次に、第８実施例の優れた効果について説明する。第８実施例においても、第１実施例と同様に、アンテナ装置１０を支持部材３５に対して容易に位置決めすることができる。また、第１面１３に対して直交する方向のゲインを高めることができる。

［第９実施例］
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して第９実施例による通信装置について説明する。以下、第３実施例による通信装置（図５Ａ、図５Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。

図１１Ａは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着していない状態における第９実施例による通信装置の断面図である。図１１Ｂは、アンテナ装置１０を支持部材３５に装着した状態における第９実施例による通信装置の断面図である。第３実施例では、線状導体３０（図５Ａ、図５Ｂ）として、支持部材３５に固定された導体ピンが用いられている。これに対して第９実施例では、線状導体３０として金属等の導体で形成されたネジ、例えばタッピングネジが用いられる。

支持部材３５にネジを通すための複数の通し穴（キリ穴）７１が設けられている。通し穴７１の各々には、ザグリ加工が施されている。誘電体基板１１に複数のタップ用の下穴７２が形成されている。アンテナ装置１０を支持部材３５に位置合わせした状態で、複数の通し穴７１と複数の下穴７２とが平面視において対応する位置に配置されている。

支持部材３５の通し穴７１にタッピングネジを通し、誘電体基板１１に形成されている下穴７２にタッピングネジをねじ込むことにより、アンテナ装置１０と支持部材３５に固定する。タッピングネジは、グランド導体１２に接触することにより、グランド導体１２に電気的に接続される。

次に、第９実施例の優れた効果について説明する。
第９実施例では、タッピングネジからなる線状導体３０が放射素子１５と電磁的に結合することにより、無給電のモノポールアンテナとして動作する。このため、第３実施例の場合と同様に、第１面１３の法線方向に対して直交する方向のゲインを高めることができる。さらに、支持部材３５の通し穴７１と、誘電体基板１１の下穴７２との位置合わせを行うことにより、アンテナ装置１０を支持部材３５に容易に位置決めすることができる。

次に、第９実施例の変形例について説明する。第９実施例では、タッピングネジからなる線状導体３０をグランド導体１２に接触させているが、第１実施例（図２Ｂ）の線状導体３０のように、グランド導体１２に接触させない構成としてもよい。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ アンテナ装置
１１ 誘電体基板
１２ グランド導体
１３ 第１面
１４ 第２面
１５ 放射素子
１６ 高周波集積回路素子
１７ 給電線
１８ 凹部
１９ ソルダーレジスト膜
２０ 封止樹脂層
２１ 貫通孔
３０ 線状導体
３５ 支持部材
３６ 窪み
３７ 低誘電率部材
３８ 凹部
４０ ベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）
５１ 送受信切り替えスイッチ
５２ パワーアンプ
５３ ローノイズアンプ
５４ 送受信切り替えスイッチ
５５ アッテネータ
５６ 移相器
５７ パワーディバイダ
５８ 送受信切り替えスイッチ
５９ アップダウンコンバート用ミキサ
６０ 中間周波増幅器
７１ 通し穴
７２ タップ用の下穴

Claims (14)

1. アンテナ装置と、
   前記アンテナ装置を支持する支持部材と
   を有し、
   前記アンテナ装置は、
   誘電体基板と、
   前記誘電体基板に設けられた放射素子及びグランド導体を含むパッチアンテナと
   を有し、
   さらに、前記アンテナ装置と前記支持部材との、前記誘電体基板の法線方向に直交する方向における相対位置を拘束し、少なくとも一部分が前記パッチアンテナと電磁気的に結合して線状アンテナとして動作する線状導体を有する通信装置。
2. 前記線状導体は、前記放射素子の法線方向と平行である請求項１に記載の通信装置。
3. 前記線状導体が前記支持部材に固定されており、前記アンテナ装置に凹部が設けられており、前記線状導体が前記凹部に挿入されている請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記線状導体が前記誘電体基板に固定されており、前記支持部材に凹部が設けられており、前記線状導体が前記凹部に挿入されている請求項１または２に記載の通信装置。
5. 前記誘電体基板及び前記支持部材に、それぞれ第１凹部及び第２凹部が設けられており、前記線状導体の一方の端が前記第１凹部に挿入され、他方の端が前記第２凹部に挿入されている請求項１または２に記載の通信装置。
6. 前記放射素子が前記誘電体基板の第１面に設けられており、前記支持部材は、前記第１面に対向するように配置され、前記線状導体の電気長は前記放射素子の共振波長の１／２であり、前記線状導体の両端は電気的にオープン状態である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記放射素子が前記誘電体基板の第１面に設けられており、前記支持部材は、前記第１面に対向するように配置され、前記線状導体は前記グランド導体に短絡または容量結合しており、前記グランド導体に結合している箇所から前記第１面の側に位置する前記線状導体の電気長が前記放射素子の共振波長の１／４である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記線状導体は、前記第１面よりも前記支持部材の側に突出している請求項６または７に記載の通信装置。
9. 前記放射素子と前記支持部材との間に空洞が設けられている請求項６乃至８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 前記支持部材の誘電率より低い誘電率を持ち、前記放射素子に対向するように配置された低誘電率部材を、さらに有する請求項６乃至８のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記放射素子が前記誘電体基板の第１面に設けられており、前記アンテナ装置に、前記第１面とは反対側の第２面から前記第１面に達する貫通孔が設けられており、前記支持部材は、前記アンテナ装置の前記第２面に対向するように配置されており、前記線状導体は、前記支持部材に固定されて前記貫通孔に挿入され、前記グランド導体が配置されている位置より前記第１面の側まで達しており、前記グランド導体に短絡または容量結合しており、前記線状導体のうち、前記グランド導体に結合している箇所から前記第１面の側に位置する部分の電気長が、前記放射素子の共振波長の１／４である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 前記放射素子が前記誘電体基板の第１面に設けられており、前記アンテナ装置に、前記第１面とは反対側の第２面から前記第１面に達する貫通孔が設けられており、前記支持部材は、前記アンテナ装置の前記第２面に対向するように配置されており、前記線状導体は、前記支持部材に固定されて前記貫通孔に挿入され、前記線状導体の電気長が、前記放射素子の共振波長の１／２である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
13. 前記放射素子は、長方形の４つの辺にそれぞれ重なる４つの辺を持つ平面形状を有しており、平面視において、前記放射素子の平面形状の１つの辺の中点を、その辺に対して直交する方向に向かって前記放射素子から離した位置に、前記線状導体が配置されている請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の通信装置。
14. 前記放射素子は２０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の周波数帯で共振する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の通信装置。
    

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