(57)【要約】  アンテナモジュール（１０）は、誘電体基板（１１０）と、誘電体基板（１１０）の第１主面側に設けられた複数のパッチアンテナ（１００）と、誘電体基板（１１０）の第１主面と背向する第２主面側に実装され、複数のパッチアンテナ（１００）と電気的に接続されたＲＦＩＣ（３０）と、複数のパッチアンテナ（１００）が配置されていない誘電体基板（１１０）の外周領域を除いた領域であるアンテナ配置領域に配置された識別マーク（５０）とを備え、識別マーク（５０）は、第１主面を平面視した場合、複数のパッチアンテナ（１００）のそれぞれに設けられた給電点（１１５）と重複せずに、当該アンテナ配置領域に配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板の第１主面側に設けられた複数のパッチアンテナと、
前記誘電体基板の前記第１主面と背向する第２主面側に実装され、前記複数のパッチアンテナと電気的に接続された高周波回路部品と、
前記第１主面を平面視した場合、前記誘電体基板の前記第１主面側であって、前記複数のパッチアンテナが配置されていない前記誘電体基板の外周領域を除いた領域であるアンテナ配置領域に配置された識別マークと、を備え、
前記識別マークは、前記第１主面を平面視した場合、前記複数のパッチアンテナのそれぞれに設けられた給電点と重複せずに、前記アンテナ配置領域に配置されている、
アンテナモジュール。
【請求項２】
前記識別マークは、前記平面視において、前記複数のパッチアンテナのいずれとも重複しない、
請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項３】
前記複数のパッチアンテナは、行列状に配置され、
前記複数のパッチアンテナは、
前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナと、
前記行方向に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナと、を含み、
前記第１のパッチアンテナおよび前記第３のパッチアンテナは、前記平面視において前記行方向と交差する方向である列方向に隣り合い、
前記第２のパッチアンテナおよび前記第４のパッチアンテナは、前記平面視において前記列方向に隣り合い、
前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第４のパッチアンテナとの間、かつ、前記第２のパッチアンテナと前記第３のパッチアンテナとの間に配置されている、
請求項２に記載のアンテナモジュール。
【請求項４】
前記複数のパッチアンテナは、行列状に配置され、
前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナを含み、
前記第１のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第１のパッチアンテナの中心点から前記行方向と交差する方向である列方向に偏在しており、
前記第２のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第２のパッチアンテナの中心点から前記列方向に偏在しており、
前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間に配置されている、
請求項２に記載のアンテナモジュール。
【請求項５】
前記複数のパッチアンテナは、行列状に配置され、
前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナを含み、
前記第１のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第１のパッチアンテナの中心点から前記行方向に偏在しており、
前記第２のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第２のパッチアンテナの中心点から前記行方向に偏在しており、
前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間に配置されている、
請求項２に記載のアンテナモジュール。
【請求項６】
前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間の領域は、前記第２のパッチアンテナよりも前記第１のパッチアンテナに近い第１領域、および、前記第１のパッチアンテナよりも前記第２のパッチアンテナに近い第２領域を含み、
前記識別マークは、前記第１領域および前記第２領域のうち、前記第１のパッチアンテナの前記給電点および前記第２のパッチアンテナの前記給電点の重心からの距離が短いほうの領域に配置されている、
請求項５に記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
前記識別マークは、金属材料からなる、
請求項２〜６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
前記複数のパッチアンテナは、
前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナと、
前記行方向に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナと、を含み、
前記第１のパッチアンテナおよび前記第３のパッチアンテナは、前記平面視において前記行方向と交差する方向である列方向に隣り合い、
前記第２のパッチアンテナおよび前記第４のパッチアンテナは、前記平面視において前記列方向に隣り合い、
前記識別マークは、前記平面視において、前記第１のパッチアンテナの前記給電点、前記第２のパッチアンテナの前記給電点、前記第３のパッチアンテナの前記給電点、および前記第４のパッチアンテナの前記給電点を結ぶ平面形状の重心を含むように配置されている、
請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
前記識別マークは、誘電体材料からなる、
請求項８に記載のアンテナモジュール。
【請求項１０】
さらに、
前記第１主面側、かつ、前記平面視において前記複数のパッチアンテナの間であって、前記複数のパッチアンテナの並び方向に沿って設けられたシールド線を備え、
前記識別マークは、前記平面視において前記シールド線と重複していない、
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。
【請求項１１】
前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナを含み、
前記第１のパッチアンテナの前記給電点は、前記第１のパッチアンテナの中心点に対して前記行方向に偏在しており、
前記第２のパッチアンテナの前記給電点は、前記第２のパッチアンテナの中心点に対して前記行方向に偏在しており、
前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間であって、前記第１のパッチアンテナと前記シールド線との間の領域、および、前記第２のパッチアンテナと前記シールド線との間の領域のうち、前記第１のパッチアンテナの前記給電点および前記第２のパッチアンテナの前記給電点の重心からの距離が短いほうの領域に配置されている、
請求項１０に記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
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と、
ＢＢＩＣ（ベースバンドＩＣ）と、を備え、
前記高周波回路部品は、前記ＢＢＩＣから入力された信号をアップコンバートして前記複数のパッチアンテナに出力する送信系の信号処理、及び、前記複数のパッチアンテナから入力された高周波信号をダウンコンバートして前記ＢＢＩＣに出力する受信系の信号処理、の少なくとも一方を行うＲＦＩＣである、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナモジュールおよび通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信用のアレイアンテナ装置として、複数のパッチアンテナがアンテナ基板の表面にアレイ状に配置された構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この構成において、アンテナ基板の裏面には、部品の実装位置や方向を示すアライメントマークが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０６７９０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アレイアンテナで構成されたアンテナモジュールには、製造識別番号および出荷検査マーク、並びに、部品の実装位置および方向を認識するアライメントマーク等の識別マークを付与する場合がある。【０００５】
特許文献１に開示されたアレイアンテナ装置では、アライメントマークをアンテナ基板の裏面に形成している。アライメントマークはアンテナ基板の表面側から確認するため、アレイアンテナ装置がマザー基板などに実装された後などでは、当該アライメントマークなどの識別マークを確認することが困難となる。よって、識別マークを確認するにあたり、当該確認のための工数が増加するという問題が発生する。【０００６】
一方、識別マークをアンテナ基板の表面側に形成する場合、識別マークの確認工数は減少するが、アンテナ特性に影響を与える場合がある。したがって、アンテナ特性に影響を与えずにアンテナ基板の表面側に識別マークを配置するためには、パッチアンテナが形成された領域の外周領域に、識別マーク形成用の領域を設ける方法もあるが、この場合、アンテナモジュールのサイズが大型化してしまう。また、アンテナモジュールを波長の短いミリ波帯等に適用する場合には、アンテナモジュール内における伝送ロス、および、アンテナモジュールと外部回路との伝送ロスを極力抑える必要がある。このミリ波帯における伝送ロスを抑制するという観点からも、アンテナ基板の表面側であって、パッチアンテナが形成された領域の外周領域に識別マーク形成領域を別途設けて大型化することは好ましくない。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ視認容易な識別マークを有する小型のアンテナモジュールおよび通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るアンテナモジュールは、誘電体基板と、前記誘電体基板の第１主面側に設けられた複数のパッチアンテナと、前記誘電体基板の前記第１主面と背向する第２主面側に実装され、前記複数のパッチアンテナと電気的に接続された高周波回路部品と、前記第１主面を平面視した場合、前記誘電体基板の前記第１主面側であって、前記複数のパッチアンテナが配置されていない前記誘電体基板の外周領域を除いた領域であるアンテナ配置領域に配置された識別マークと、を備え、前記識別マークは、前記第１主面を平面視した場合、前記複数のパッチアンテナのそれぞれに設けられた給電点と重複せずに、前記アンテナ配置領域に配置されている。【０００９】
これによれば、識別マークが、誘電体基板におけるパッチアンテナが形成されている表面側に配置されているので、識別マークが誘電体基板の裏面側に配置されている場合と比べて、識別マークを視認することが容易になる。このため、ロット情報などを容易にトレースすることが可能となる。また、誘電体基板を挟んでパッチアンテナと高周波回路部品とが配置されており、識別マークは信号感度の高い各給電点付近には配置されず、かつ、識別マークを設けるための領域をアンテナ配置領域の外周領域に別途設ける必要がないので、アンテナモジュールのアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。さらに、パッチアンテナと高周波回路部品との間の高周波伝送線路を短縮できるので、特に、ミリ波帯のように伝送ロスが大きい周波数帯において伝送ロスを低減できる。【００１０】
また、前記識別マークは、前記平面視において、前記複数のパッチアンテナのいずれとも重複しなくてもよい。【００１１】
これによれば、識別マークをアンテナ配置領域に配置しても、アンテナモジュールのアンテナ特性の劣化をさらに抑制できる。【００１２】
また、前記複数のパッチアンテナは、行列状に配置され、前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナと、前記行方向に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナと、を含み、前記第１のパッチアンテナおよび前記第３のパッチアンテナは、前記平面視において前記行方向と交差する方向である列方向に隣り合い、前記第２のパッチアンテナおよび前記第４のパッチアンテナは、前記平面視において前記列方向に隣り合い、前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第４のパッチアンテナとの間、かつ、前記第２のパッチアンテナと前記第３のパッチアンテナとの間に配置されていてもよい。【００１３】
これによれば、識別マークをアンテナ配置領域に配置しても、アンテナモジュールのアンテナ特性の劣化をさらに抑制できるとともに、識別マークの形状の自由度が向上する。【００１４】
また、前記複数のパッチアンテナは、行列状に配置され、前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナを含み、前記第１のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第１のパッチアンテナの中心点から前記行方向と交差する方向である列方向に偏在しており、前記第２のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第２のパッチアンテナの中心点から前記列方向に偏在しており、前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間に配置されていてもよい。【００１５】
これによれば、アンテナモジュールの偏波方向は列方向であり、第１のパッチアンテナと第２のパッチアンテナとの間の領域は、上記平面視において偏波面と重複しないので、アンテナ感度が低い。よって、識別マークをアンテナ配置領域に配置しても、アンテナモジュールのアンテナ特性の劣化を効果的に抑制できる。【００１６】
また、前記複数のパッチアンテナは、行列状に配置され、前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナを含み、前記第１のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第１のパッチアンテナの中心点から前記行方向に偏在しており、前記第２のパッチアンテナの前記給電点は、前記平面視において、前記第２のパッチアンテナの中心点から前記行方向に偏在しており、前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間に配置されていてもよい。【００１７】
これによれば、識別マークをアンテナ配置領域に配置しても、アンテナモジュールのアンテナ特性の劣化をさらに抑制できる。【００１８】
また、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間の領域は、前記第２のパッチアンテナよりも前記第１のパッチアンテナに近い第１領域、および、前記第１のパッチアンテナよりも前記第２のパッチアンテナに近い第２領域を含み、前記識別マークは、前記第１領域および前記第２領域のうち、前記第１のパッチアンテナの前記給電点および前記第２のパッチアンテナの前記給電点の重心からの距離が短いほうの領域に配置されていてもよい。【００１９】
これによれば、識別マークは、第１のパッチアンテナと第２のパッチアンテナとで挟まれた領域においてアンテナ感度がより低い領域に配置される。よって、識別マークをアンテナ配置領域に配置してもアンテナモジュールのアンテナ特性の劣化を効果的に抑制できる。【００２０】
また、前記識別マークは、金属材料からなっていてもよい。【００２１】
金属材料で構成された識別マークは導電性が高いため、パッチアンテナに近接配置するとパッチアンテナにより形成された電界分布に影響を与え易い。しかし、金属材料で構成された識別マークは、パッチアンテナの形成工程と同一の工程で形成でき、当該識別マークはパッチアンテナと重複していないので、アンテナモジュールの製造工程を簡素化しつつアンテナ特性の劣化を抑制できる。【００２２】
また、前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナと、前記行方向に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナと、を含み、前記第１のパッチアンテナおよび前記第３のパッチアンテナは、前記平面視において前記行方向と交差する方向である列方向に隣り合い、前記第２のパッチアンテナおよび前記第４のパッチアンテナは、前記平面視において前記列方向に隣り合い、前記識別マークは、前記平面視において、前記第１のパッチアンテナの前記給電点、前記第２のパッチアンテナの前記給電点、前記第３のパッチアンテナの前記給電点、および前記第４のパッチアンテナの前記給電点を結ぶ平面形状の重心を含むように配置されていてもよい。【００２３】
これによれば、識別マークがパッチアンテナと重複するような大きなものであっても、当該識別マークがアンテナ感度の低い上記重心を含むように配置されているので、アンテナモジュールのアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。【００２４】
また、前記識別マークは、誘電体材料からなっていてもよい。【００２５】
誘電体材料で構成された識別マークは導電性が低いため、パッチアンテナに近接配置してもパッチアンテナにより形成された電界分布に影響を与えにくい。よって、識別マークがパッチアンテナと重複するような大きなものである場合、識別マークに誘電体材料を用いることで、アンテナ特性の劣化をより抑制できる。【００２６】
また、さらに、前記第１主面側、かつ、前記平面視において前記複数のパッチアンテナの間であって、前記複数のパッチアンテナの並び方向に沿って設けられたシールド線を備え、前記識別マークは、前記平面視において前記シールド線と重複していなくてもよい。【００２７】
これによれば、パッチアンテナ間にシールド線が配置された構成においても、識別マークがシールド線と接触しないので、パッチアンテナ間のアイソレーションを向上させつつアンテナモジュールのアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。【００２８】
また、前記複数のパッチアンテナは、前記平面視において、行方向に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナを含み、前記第１のパッチアンテナの前記給電点は、前記第１のパッチアンテナの中心点に対して前記行方向に偏在しており、前記第２のパッチアンテナの前記給電点は、前記第２のパッチアンテナの中心点に対して前記行方向に偏在しており、前記識別マークは、前記第１のパッチアンテナと前記第２のパッチアンテナとの間であって、前記第１のパッチアンテナと前記シールド線との間の領域、および、前記第２のパッチアンテナと前記シールド線との間の領域のうち、前記第１のパッチアンテナの前記給電点および前記第２のパッチアンテナの前記給電点の重心からの距離が短いほうの領域に配置されていてもよい。【００２９】
これによれば、識別マークは、第１のパッチアンテナと第２のパッチアンテナとで挟まれた領域においてアンテナ感度がより低い領域に配置される。よって、アンテナモジュールのアンテナ特性の劣化を効果的に抑制できる。【００３０】
また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記いずれかに記載のアンテナモジュールと、ＢＢＩＣ（ベースバンドＩＣ）と、を備え、前記高周波回路部品は、前記ＢＢＩＣから入力された信号をアップコンバートして前記複数のパッチアンテナに出力する送信系の信号処理、及び、前記複数のパッチアンテナから入力された高周波信号をダウンコンバートして前記ＢＢＩＣに出力する受信系の信号処理、の少なくとも一方を行うＲＦＩＣである。【００３１】
このような通信装置によれば、上記いずれかのアンテナモジュールを備えることにより、当該アンテナモジュールの実装後において識別情報などを容易にトレースでき、アンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ視認容易な識別マークを有する小型のアンテナモジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態に係るアンテナモジュールの外観斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態に係るアンテナモジュールの分解斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態に係るアンテナモジュールの平面図及び断面図である。
【図３】図３は、シミュレーションモデルの平面図および断面図である。
【図４】図４は、シミュレーションによるアンテナ利得の分布を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施例１に係るアンテナモジュールの識別マークの配置を表す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施例２に係るアンテナモジュールの識別マークの配置を表す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施例３に係るアンテナモジュールの識別マークの配置を表す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、実施例４に係るアンテナモジュールの識別マークの配置を表す図である。
【図６】図６は、実施例５に係るアンテナモジュールの識別マークの配置を表す図である。
【図７】図７は、実施例６に係るアンテナモジュールの識別マークの配置を表す図である。
【図８】図８は、実施の形態に係るアンテナモジュールを備える通信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、または大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。
【００３５】
（実施の形態）
［１  アンテナモジュール］
［１．１  構造］
図１Ａ、図１Ｂ、および図２は、実施の形態に係るアンテナモジュール１０の構造を示す図である。具体的には、図１Ａは、実施の形態に係るアンテナモジュール１０の外観斜視図であり、図１Ｂは、実施の形態に係るアンテナモジュール１０の分解斜視図である。図１Ｂには、誘電体基板１１０と封止部材１２０とを分離した状態が示されている。図２は、実施の形態に係るアンテナモジュール１０の平面図および断面図である。より具体的には、図２の（ａ）は、誘電体基板１１０を透視してアンテナモジュール１０を上面側（図中のＺ軸プラス側）から見た場合の平面図であり、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【００３６】
以降、アンテナモジュール１０の厚さ方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直かつ互いに直交する方向をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向として説明し、Ｚ軸プラス側をアンテナモジュール１０の上面（天面）側として説明する。しかし、実際の使用態様においては、アンテナモジュール１０の厚さ方向が上下方向とはならない場合もあるため、アンテナモジュール１０の上面側は上方向に限らない。また、本実施の形態では、アンテナモジュール１０は略矩形平板形状を有し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれはアンテナモジュール１０の隣り合う２つの側面と平行な方向である。なお、アンテナモジュール１０の形状は、これに限らず、例えば、略円形平板形状であってもよいし、さらには平板形状に限らず中央部と周縁部とで厚みが異なる形状であってもかまわない。
【００３７】
また、図１Ｂにおいて、封止部材１２０の上面にはＲＦＩＣ３０の端子である表面電極（ランドまたはパッドとも言う）あるいは表面電極に接続される導電性接合材（例えば、はんだ）が露出するが、これについては図示を省略する。また、図２の（ｂ）では、簡明のため、厳密には別断面にある構成要素を同一図面内に示している場合、あるいは、同一断面にある構成要素の図示を省略している場合がある。
【００３８】
図１Ａに示すように、アンテナモジュール１０は、誘電体基板１１０と、複数のパッチアンテナ１００と、ＲＦＩＣ３０と、識別マーク５０と、を備える。本実施の形態では、さらに、誘電体基板１１０の下面に設けられた封止部材１２０を備える。以下、これらアンテナモジュール１０を構成する各部材について、具体的に説明する。
【００３９】
誘電体基板１１０は、図２の（ｂ）に示すように、誘電体材料からなる基板素体１１０ａと、上記のパッチアンテナ１００等を構成する各種導体とで構成されている。この誘電体基板１１０は、本実施の形態では、図１Ｂおよび図２の（ａ）に示すように、略矩形平板形状であり、複数の誘電体層が積層されることで構成された多層基板である。なお、誘電体基板１１０は、これに限らず、例えば、略円形平板形状であってもかまわないし、あるいは、単層基板であってもかまわない。
【００４０】
パッチアンテナ１００は、誘電体基板１１０の第１主面側である上面側（Ｚ軸プラス側）に設けられ、高周波信号を放射または受信する。本実施の形態では、６×３の２次元状に配置された１８個のパッチアンテナ１００が、アレイアンテナを構成している。
【００４１】
なお、アレイアンテナを構成するパッチアンテナ１００の個数および配置は、これに限らず、例えば、複数のパッチアンテナ１００が１次元状に並んで配置されていてもかまわない。また、複数のパッチアンテナ１００は、行方向または列方向において直線状に配置されていなくてもよく、例えば、千鳥状に配置されていてもよい。
【００４２】
各パッチアンテナ１００は、図２に示すように、誘電体基板１１０の主面に略平行に設けられたパターン導体によって構成され、当該パターン導体の下面に給電点１１５を有する。このパッチアンテナ１００は、給電された高周波信号を空間中に放射する、または、空間中の高周波信号を受信する。本実施の形態では、パッチアンテナ１００は、ＲＦＩＣ３０から給電点１１５に給電された高周波信号を空間中に放射し、空間中の高周波信号を受信して給電点１１５からＲＦＩＣ３０に出力する。つまり、本実施の形態におけるパッチアンテナ１００は、ＲＦＩＣ３０との間で伝達される高周波信号に相当する電波（空間伝搬する高周波信号）を放射する放射素子でもあり、当該電波を受信する受信素子でもある。
【００４３】
本実施の形態では、パッチアンテナ１００は、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、Ｙ軸方向に延びてＸ軸方向に対向する１対の辺とＸ軸方向に延びてＹ軸方向に対向する１対の辺とで囲まれる矩形形状であり、給電点１１５が当該矩形形状の中心点からＹ軸マイナス側にずれた位置に設けられている。このため、本実施の形態において、パッチアンテナ１００によって放射または受信される電波の偏波方向はＹ軸方向となる。なお、給電点１１５の位置は、全てのパッチアンテナ１００において揃っている必要はない。例えば、一部のパッチアンテナ１００の給電点１１５は、上記中心点からＹ軸プラス側にずれた位置に設けられていてもよい。また、偏波方向が単一でなく、複数の偏波方向を有するような場合には、一部のパッチアンテナ１００の給電点１１５は、上記中心点からＸ軸側にずれた位置に設けられていてもよい。
【００４４】
上記電波の波長および比帯域幅等は、パッチアンテナ１００のサイズ（ここでは、Ｙ軸方向の大きさ及びＸ軸方向の大きさ）に依存する。このため、パッチアンテナ１００のサイズは、周波数等の要求仕様に応じて適宜決定され得る。
【００４５】
なお、図１Ａ、図１Ｂ、および図２では、簡明のため、パッチアンテナ１００を誘電体基板１１０の上面から露出させて図示している。しかし、パッチアンテナ１００は、誘電体基板１１０の上面側に設けられていればよく、例えば、誘電体基板１１０が多層基板で構成された場合には、多層基板の内層に設けられていてもかまわない。
【００４６】
ここで、「上面側」とは、上下方向の中心よりも上側であることを意味する。すなわち、第１主面とこれと反対側の第２主面とを有する誘電体基板１１０において、「第１主面側に設けられる」とは、第２主面よりも第１主面の近くに設けられることを意味する。以降、他の部材の同様の表現についても、同様である。
【００４７】
また、図１Ｂおよび図２に示すように、アンテナモジュール１０は、さらに、誘電体基板１１０の下面側に、信号端子である信号導体柱１２３を有する。本実施の形態では、ＲＦＩＣ３０および信号導体柱１２３は、信号導体柱１２３の下面を除き、封止部材１２０で覆われている。なお、信号導体柱１２３の個数は、特に限定されず、１以上であればよい。さらに、信号導体柱１２３はなくてもよい。つまり、複数のパッチアンテナ１００が形成された誘電体基板１１０が、直接、マザー基板（実装基板）に実装されてもよい。
【００４８】
誘電体基板１１０の各種導体には、パッチアンテナ１００を構成するパターン導体の他に、アレイアンテナおよびＲＦＩＣ３０とともにアンテナモジュール１０を構成する回路を形成する導体が含まれる。上記導体には、具体的には、ＲＦＩＣ３０のＡＮＴ端子１２１とパッチアンテナ１００の給電点１１５との間で高周波信号を伝達する給電線を構成するパターン導体１１７およびビア導体１１６と、信号導体柱１２３とＲＦＩＣ３０のＩ／Ｏ端子１２４との間で信号を伝達するパターン導体１１９と、が含まれる。
【００４９】
パターン導体１１７は、誘電体基板１１０の主面に沿って誘電体基板１１０の内層に設けられ、例えば、パッチアンテナ１００の給電点１１５に接続されたビア導体１１６と、ＲＦＩＣ３０のＡＮＴ端子１２１に接続されたビア導体１１６とを接続する。
【００５０】
ビア導体１１６は、誘電体基板１１０の主面に垂直な厚さ方向に沿って設けられ、例えば、互いに異なる層に設けられたパターン導体同士を接続する層間接続導体である。
【００５１】
パターン導体１１９は、誘電体基板１１０の主面に沿って誘電体基板１１０の下面に設けられ、例えば、信号導体柱１２３とＲＦＩＣ３０のＩ／Ｏ端子１２４とを接続する。
【００５２】
このような誘電体基板１１０としては、例えば、低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、または、プリント基板等が用いられる。
【００５３】
なお、誘電体基板１１０には、さらに、パターン導体１１７の上層および下層に、パターン導体１１７を挟んで対向して配置された一対のグランドパターン導体が設けられていてもよく、これらグランドパターン導体は誘電体基板１１０の略全体にわたって設けられていてもかまわない。また、パターン導体１１９は、誘電体基板１１０の内層に設けられ、ビア導体を介して信号導体柱１２３とＲＦＩＣ３０のＩ／Ｏ端子１２４とを接続していてもかまわない。
【００５４】
封止部材１２０は、誘電体基板１１０の下面（第２主面）側に設けられ、ＲＦＩＣ３０を封止する樹脂からなる。本実施の形態において、ＲＦＩＣ３０および信号導体柱１２３は、封止部材１２０に埋め込まれている。封止部材１２０の材質は特に限定されないが、例えば、エポキシ、または、ポリイミド樹脂等が用いられる。
【００５５】
なお、封止部材１２０は、誘電体基板１１０の下面と直接的には接しておらず、当該下面との間に絶縁膜等が設けられていてもかまわない。
【００５６】
ＲＦＩＣ３０は、誘電体基板１１０の下面側に実装され、複数のパッチアンテナ１００と電気的に接続された高周波回路部品であり、ＲＦ信号処理回路を構成する。ＲＦＩＣ３０は、後述するＢＢＩＣ４０から信号導体柱１２３を介して入力された信号をアップコンバートしてパッチアンテナ１００に出力する送信系の信号処理、および、パッチアンテナ１００から入力された高周波信号をダウンコンバートして信号導体柱１２３を介してＢＢＩＣ４０に出力する受信系の信号処理、の少なくとも一方を行う。
【００５７】
本実施の形態では、ＲＦＩＣ３０は、複数のパッチアンテナ１００に対応する複数のＡＮＴ端子１２１と、信号導体柱１２３に対応する複数のＩ／Ｏ端子１２４と、を有する。例えば、ＲＦＩＣ３０は、送信系の信号処理として、送信系の信号導体柱１２３を介して送信系のＩ／Ｏ端子１２４（ここではＩｎｐｕｔ端子として機能）に入力された信号についてアップコンバート及び分波等を行い、複数のＡＮＴ端子１２１から複数のパッチアンテナ１００に給電する。また、例えば、ＲＦＩＣ３０は、受信系の信号処理として、複数のパッチアンテナ１００で受信されて複数のＡＮＴ端子１２１に入力された信号について合波及びダウンコンバート等を行い、受信系のＩ／Ｏ端子１２４（ここではＯｕｔｐｕｔ端子として機能）から受信系の信号導体柱１２３を介して出力する。
【００５８】
なお、ＲＦＩＣ３０における信号処理の一例については、アンテナモジュール１０を用いた通信装置の構成と合わせて後述する。
【００５９】
また、ＲＦＩＣ３０は、図２に示すように、誘電体基板１１０の上面に垂直な方向から見た場合（すなわち、Ｚ軸プラス側から見た場合）、複数のパッチアンテナ１００が配置された誘電体基板１１０の上面領域であるアンテナ配置領域をＺ軸方向に投影した領域に配置されていることが好ましい。これにより、ＲＦＩＣ３０と各パッチアンテナ１００とを接続する給電線を短く設計することができる。
【００６０】
ここで、アンテナ配置領域とは、上記方向から見た場合に、複数のパッチアンテナ１００を包含する最小の領域であり、本実施の形態では矩形形状の領域である。言い換えると、アンテナ配置領域は、誘電体基板１１０の上面側であって、複数のパッチアンテナ１００が配置されていない外周領域を除いた領域である。なお、アンテナ配置領域の形状は、複数のパッチアンテナ１００の配置態様に対応し、矩形形状には限られない。
【００６１】
信号導体柱１２３は、誘電体基板１１０の下面側に設けられ、ＲＦＩＣ３０と電気的に接続された信号端子であり、封止部材１２０を厚み方向に貫通する導体柱である。信号導体柱１２３は、上面が誘電体基板１１０のパターン導体１１９に接続され、下面が封止部材１２０の下面から露出している。信号導体柱１２３は、アンテナモジュール１０がマザー基板（図示せず）に実装される際にアンテナモジュール１０の外部接続端子となる。つまり、アンテナモジュール１０は、リフロー等により、信号導体柱１２３がマザー基板の電極と電気的および機械的に接続されることにより、マザー基板に実装される。信号導体柱１２３の材質は、特に限定されないが、例えば、抵抗値の低い銅等が用いられる。
【００６２】
なお、信号導体柱１２３は、誘電体基板１１０の下面上に設けられていなくてもかまわない。つまり、信号導体柱１２３は、上方端部が誘電体基板１１０に埋め込まれていてもかまわないし、誘電体基板１１０の下面と直接的には接しておらず、当該下面との間に絶縁膜等が設けられていてもかまわない。
【００６３】
以上のように、本実施の形態に係るアンテナモジュール１０では、誘電体基板１１０の第１主面側（本実施の形態では上面側）に複数のパッチアンテナ１００が設けられ、誘電体基板１１０の第２主面側（本実施の形態では下面側）に高周波回路部品（本実施の形態ではＲＦＩＣ３０）が実装されている。
【００６４】
これにより、本実施の形態によれば、高周波回路部品と各パッチアンテナ１００とを接続する給電線を短く設計することができるので、給電線によって生じるロスが低減され、高性能なアンテナモジュール１０を実現することができる。このようなアンテナモジュール１０は、給電線が長くなると当該給電線によるロスが大きくなりやすいミリ波帯のアンテナモジュールとして好適である。
【００６５】
ここで、本実施の形態に係るアンテナモジュール１０には、識別マーク５０が付されている。識別マーク５０は、記号、文字、数字、図形、およびこれらの組み合わせのいずれかであって、例えば、アンテナモジュール１０の製造識別番号を示すロット番号および出荷検査マーク、並びに、部品の実装位置および方向を認識するアライメントマーク等である。つまり、識別マーク５０は、アンテナモジュール１０の製造途中および製造後において、アンテナモジュール１０を識別するマークである。
【００６６】
識別マーク５０は、例えば、金属材料または誘電体材料で構成されている。識別マーク５０が金属材料で構成されている場合には、パッチアンテナ１００が金属材料で構成されることから、識別マーク５０を、パッチアンテナ１００の形成工程にてパッチアンテナ１００と同時形成することが可能となる。このため、アンテナモジュール１０の製造工程を簡素化できる。また、識別マーク５０が誘電体で構成されている場合には、パッチアンテナ１００の形成工程などとは異なる工程にて、識別マーク５０が形成される。一方、誘電体材料で構成された識別マーク５０は導電性が低いため、パッチアンテナ１００に近接配置してもパッチアンテナ１００により形成された電界分布に影響を与えにくい。なお、パッチアンテナ１００のアンテナ特性に影響を与えにくいという観点からは、識別マーク５０は、より低誘電率の誘電体材料で構成されていることが好ましい。
【００６７】
本実施の形態において、識別マーク５０は、アンテナモジュールの上面側から誘電体基板１１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス方向から見た場合）、複数のパッチアンテナ１００のそれぞれに設けられた給電点１１５と重複せずに、アンテナ配置領域に配置されている。ここで、アンテナ配置領域とは、上述したとおり、誘電体基板１１０を平面視した場合に、複数のパッチアンテナ１００を包含する最小の領域である。言い換えると、アンテナ配置領域は、誘電体基板１１０の上面であって、複数のパッチアンテナ１００が配置されていない外周領域を除いた領域である。
【００６８】
これによれば、アンテナモジュール１０がマザー基板などに実装された後でも、識別マーク５０が外部空間に露出するアンテナ配置領域に配置されているので、当該実装後において非破壊にて識別マーク５０を視認できる。よって、ロット情報などの識別情報を容易にトレースすることが可能となる。また、誘電体基板１１０を挟んでパッチアンテナ１００とＲＦＩＣ３０とが配置されており、識別マーク５０は信号感度の高い各給電点１１５付近には配置されず、かつ、識別マーク５０を設けるための領域をアンテナ配置領域以外に別途設ける必要がないので、アンテナモジュール１０のアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。さらに、パッチアンテナ１００とＲＦＩＣ３０との間の高周波伝送線路を短縮できるので、特に、ミリ波帯のように伝送ロスが大きい周波数帯において伝送ロスを低減できる。
【００６９】
［１．２  識別マークの配置位置とアンテナ特性との関係］
以下、識別マーク５０の配置位置とアンテナ特性との関係について説明する。まず、識別マーク５０がアンテナ特性に及ぼす影響をシミュレーションした結果を説明する。
【００７０】
図３は、シミュレーションモデルの平面図および断面図である。また、図４は、シミュレーションによるアンテナ利得の分布を示す図である。
【００７１】
まず、識別マーク５０がアンテナ特性に及ぼす影響を評価するにあたり、図３に示すようなアレイアンテナのシミュレーションモデルを設定した。表１に、シミュレーションモデルのパラメータを示す。
【００７２】
【表１】
2018186226.tif 000003
【００７３】
なお、図１Ａおよび図１Ｂに示された実施の形態に係るアンテナモジュール１０では、パッチアンテナ１００が給電点１１５を有する１つのパターン導体からなる構成を例に説明した。これに対して、本シミュレーションモデルでは、図３の（ｃ）に示すように、パッチアンテナ１００は、給電点１１５を有するパターン導体である給電素子１００ｂと、給電点１１５を有さず給電素子１００ｂの上面側に給電素子１００ｂと離間して配置された無給電素子１００ａと、を有する構成を用いている。また、図３の（ａ）に示すように、隣り合うパッチアンテナ１００の間には、シールド線１１８が格子状に配置されている。
【００７４】
図３および表１に示すシミュレーションモデルに対して、金属片（銅片：０．５ｍｍ角×０．０１ｍｍ厚）を、アンテナの上面側（Ｚ軸プラス側）に置いた場合のアンテナ利得の変化を計算した。なお、金属片は、その他の材料片と比較して、アンテナ利得（電磁界分布）への影響が最も大きいため、行列状に配置されたパッチアンテナに対する異物の影響を評価するには好適な材料である。
【００７５】
上述した金属片を、０．５ｍｍのステップで、図４の左図の領域Ｓ内をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させた。このとき、領域Ｓ内の４つのパッチアンテナのみをオン状態とした。図４の右図は、金属片を座標（Ｘ、Ｙ）ごとに配置して得られたアンテナ利得の分布を重ね合わせた結果である。図４の結果より、以下の知見が得られた。
【００７６】
（１）金属片を配置しなかった場合、アンテナの実質利得は９．３７ｄＢｉであった。
【００７７】
（２）給電点（図４のＱ１）周辺では、アンテナ利得は１．８ｄＢ以下、劣化した。
【００７８】
（３）給電点と反対側（図４のＱ２）付近では、アンテナ利得は０．８ｄＢ以下、劣化した。
【００７９】
（４）Ｘ軸方向に隣り合うパッチアンテナの間（図４のＱ３）では、アンテナ利得は０．１ｄＢ以下、劣化した。
【００８０】
（５）給電点に近接する誘電体基板端（図４のＱ４）では、アンテナ利得は２ｄＢ以上、劣化した。
【００８１】
識別マーク５０の配置によるアンテナ利得の劣化は０．１ｄＢ以下となることが好ましいことから、（４）Ｘ軸方向に隣り合うパッチアンテナの間（図４のＱ３）に識別マーク５０を配置することが最適であることがわかった。
【００８２】
以下、上述したシミュレーション結果に基づいて導出された実施例１〜６に係るアンテナモジュール１０における識別マーク５０の配置について説明する。
【００８３】
［１．３  実施例１に係る識別マークの配置］
図５Ａは、実施例１に係るアンテナモジュール１０の識別マーク５０の配置を表す図である。同図には、図２に示された拡大領域Ｐにおける、識別マーク５０の配置位置の変形例が示されている。
【００８４】
図５Ａに示すように、拡大領域Ｐには、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃおよび１００Ｄが示されている。パッチアンテナ１００Ａおよび１００Ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナである。また、パッチアンテナ１００Ｃおよび１００Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナである。パッチアンテナ１００Ａおよび１００Ｃは、Ｘ軸方向（行方向と交差する方向である列方向）に隣り合っている。パッチアンテナ１００Ｂおよび１００Ｄは、Ｘ軸方向（列方向）に隣り合っている。
【００８５】
ここで、図５Ａに示すように、識別マーク５０（図５Ａの“ＡＢ１２３”）は、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、複数のパッチアンテナ１００（１００Ａ〜１００Ｄ）のいずれとも重複していない。
【００８６】
また、識別マーク５０は、パッチアンテナ１００Ａとパッチアンテナ１００Ｄとの間、かつ、パッチアンテナ１００Ｂとパッチアンテナ１００Ｃとの間（図５Ａの領域Ａ）に配置されている。つまり、識別マーク５０は、上記平面視において、行列状に配置された４つのパッチアンテナ１００Ａ〜１００Ｄと重複せず、かつ、当該４つのパッチアンテナ１００Ａ〜１００Ｄに囲まれた領域に配置されている。
【００８７】
上記構成によれば、アンテナモジュール１０が実装された後でも、識別マーク５０がアンテナ配置領域に配置されているので、当該実装後において非破壊にて識別マークを視認できるので、ロット情報などを容易にトレースすることが可能となる。また、誘電体基板１１０を挟んでパッチアンテナ１００とＲＦＩＣ３０とが配置されており、識別マーク５０は信号感度の高い各給電点１１５付近には配置されず、かつ、識別マーク５０を設けるための領域をアンテナ配置領域以外に別途設ける必要がないので、アンテナモジュール１０のアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。さらに、パッチアンテナ１００とＲＦＩＣ３０との間の高周波伝送線路を短縮できるので、特に、ミリ波帯のように伝送ロスが大きい周波数帯において伝送ロスを低減できる。
【００８８】
また、識別マーク５０が配置される領域Ａは、２つのパッチアンテナで挟まれた領域と比較して、アンテナ利得の劣化度がより低いので、アンテナモジュール１０のアンテナ特性の劣化をさらに抑制できる。さらに、上記領域Ａは、２つのパッチアンテナで挟まれた領域と比較して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方において領域を大きく確保できるので、識別マーク５０の形状の自由度が向上する。
【００８９】
なお、識別マーク５０が金属材料で構成された場合、識別マーク５０の導電性が高いため、パッチアンテナ１００に近接配置するとパッチアンテナ１００により形成された電界分布に影響を与え易くなり、アンテナ利得の劣化度が高くなる恐れがある。これに対して、上記実施例１に係る識別マーク５０によれば、上記平面視においていずれのパッチアンテナ１００とも重複しないことから、本実施例に係る識別マーク５０は、金属材料で構成されていてもよい。これによれば、識別マーク５０を、金属材料で構成されるパッチアンテナ１００の形成工程と同一の工程で形成できるので、アンテナモジュール１０の製造工程を簡素化しつつアンテナ特性の劣化を抑制できる。
【００９０】
［１．４  実施例２に係る識別マークの配置］
図５Ｂは、実施例２に係るアンテナモジュール１０の識別マーク５０の配置を表す図である。同図には、図２に示された拡大領域Ｐにおける、識別マーク５０の配置位置の変形例が示されている。図５Ｂに示されたアンテナモジュール１０は、図５Ａに示された実施例１に係るアンテナモジュール１０と比較して、識別マーク５０の配置位置のみが異なる。以下、実施例２に係るアンテナモジュール１０について、実施例１に係るアンテナモジュール１０と同じ点は説明を省略し、実施例１に係るアンテナモジュール１０と異なる点を中心に説明する。
【００９１】
図５Ｂに示すように、拡大領域Ｐには、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃおよび１００Ｄが示されている。パッチアンテナ１００Ｂおよび１００Ｄは、それぞれ、Ｘ軸方向（行方向）に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナである。また、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、および１００Ｄの給電点１１５のそれぞれは、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、各パッチアンテナ１００の中心点からＹ軸マイナス方向（行方向と交差する方向である列方向）に偏在している。
【００９２】
ここで、図５Ｂに示すように、識別マーク５０（図５Ｂの“ＡＢ１２３”）は、上記平面視において、複数のパッチアンテナ１００（１００Ａ〜１００Ｄ）のいずれとも重複していない。
【００９３】
また、識別マーク５０は、パッチアンテナ１００Ｂとパッチアンテナ１００Ｄとの間（図５Ｂの領域Ｂ）に配置されている。つまり、識別マーク５０は、上記平面視において、パッチアンテナ１００Ｂの偏波面、および、パッチアンテナ１００Ｄの偏波面と交差しない領域に配置されている。
【００９４】
上記構成によれば、アンテナモジュール１０の偏波方向はＹ軸方向（列方向）であり、上記領域Ｂは、上記平面視においてパッチアンテナ１００Ａ〜１００Ｄの偏波面と重複しないので、アンテナ感度が低く、アンテナ利得の劣化度が低い。よって、識別マーク５０を領域Ｂに配置しても、アンテナモジュール１０のアンテナ特性の劣化を効果的に抑制できる。
【００９５】
なお、実施例２に係る識別マーク５０によれば、上記平面視においていずれのパッチアンテナ１００とも重複しないことから、本実施例に係る識別マーク５０は、金属材料で構成されていてもよい。これによれば、識別マーク５０を、金属材料で構成されるパッチアンテナ１００の形成工程と同一の工程で形成できるので、アンテナモジュール１０の製造工程を簡素化しつつアンテナ特性の劣化を抑制できる。
【００９６】
［１．５  実施例３に係る識別マークの配置］
図５Ｃは、実施例３に係るアンテナモジュール１０の識別マーク５０の配置を表す図である。同図には、図２に示された拡大領域Ｐにおける、識別マーク５０の配置位置の変形例が示されている。図５Ｃに示されたアンテナモジュール１０は、図５Ａに示された実施例１に係るアンテナモジュール１０と比較して、識別マーク５０の配置位置のみが異なる。以下、実施例３に係るアンテナモジュール１０について、実施例１に係るアンテナモジュール１０と同じ点は説明を省略し、実施例１に係るアンテナモジュール１０と異なる点を中心に説明する。
【００９７】
図５Ｃに示すように、拡大領域Ｐには、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃおよび１００Ｄが示されている。パッチアンテナ１００Ｃおよび１００Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナである。また、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、および１００Ｄの給電点１１５のそれぞれは、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、各パッチアンテナ１００の中心点からＹ軸マイナス方向（行方向）に偏在している。
【００９８】
ここで、図５Ｃに示すように、識別マーク５０（図５Ｃの“ＡＢ１２３”）は、上記平面視において、複数のパッチアンテナ１００（１００Ａ〜１００Ｄ）のいずれとも重複していない。
【００９９】
また、識別マーク５０は、パッチアンテナ１００Ｃとパッチアンテナ１００Ｄとの間（図５Ｃの領域Ｃ）に配置されている。つまり、識別マーク５０は、上記平面視において、パッチアンテナ１００Ｃの偏波面、および、パッチアンテナ１００Ｄの偏波面と交差する領域に配置されている。
【０１００】
上記構成によれば、アンテナモジュール１０の偏波方向はＹ軸方向（列方向）であり、上記領域Ｃは、上記平面視においてパッチアンテナ１００Ａ〜１００Ｄの偏波面と交差するが、パッチアンテナ１００内の領域と比較して、アンテナ感度が低く、アンテナ利得の劣化度が低い。よって、識別マーク５０を領域Ｃに配置しても、アンテナモジュール１０のアンテナ特性の劣化を抑制できる。
【０１０１】
なお、実施例３に係る識別マーク５０によれば、上記平面視においていずれのパッチアンテナ１００とも重複しないことから、本実施例に係る識別マーク５０は、金属材料で構成されていてもよい。これによれば、識別マーク５０を、金属材料で構成されるパッチアンテナ１００の形成工程と同一の工程で形成できるので、アンテナモジュール１０の製造工程を簡素化しつつアンテナ特性の劣化を抑制できる。
【０１０２】
［１．６  実施例４に係る識別マークの配置］
図５Ｄは、実施例４に係るアンテナモジュール１０の識別マーク５０の配置を表す図である。同図には、図２に示された拡大領域Ｐにおける、識別マーク５０の配置位置の変形例が示されている。図５Ｄに示されたアンテナモジュール１０は、図５Ａに示された実施例１に係るアンテナモジュール１０と比較して、識別マーク５０の配置位置のみが異なる。以下、実施例４に係るアンテナモジュール１０について、実施例１に係るアンテナモジュール１０と同じ点は説明を省略し、実施例１に係るアンテナモジュール１０と異なる点を中心に説明する。
【０１０３】
図５Ｄに示すように、拡大領域Ｐには、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃおよび１００Ｄが示されている。パッチアンテナ１００Ｃおよび１００Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナである。また、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、および１００Ｄの給電点１１５のそれぞれは、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、各パッチアンテナ１００の中心点からＹ軸マイナス方向（行方向）に偏在している。
【０１０４】
ここで、図５Ｄに示すように、識別マーク５０（図５Ｄの“ＡＢ１２３”）は、上記平面視において、複数のパッチアンテナ１００（１００Ａ〜１００Ｄ）のいずれとも重複していない。
【０１０５】
また、図５Ｄに示すように、パッチアンテナ１００Ｃとパッチアンテナ１００Ｄとの間の領域は、パッチアンテナ１００Ｄよりもパッチアンテナ１００Ｃに近い領域Ｃ１（第１領域）、および、パッチアンテナ１００Ｃよりもパッチアンテナ１００Ｄに近い領域Ｃ２（第２領域）を含む。
【０１０６】
上記構成において、識別マーク５０は、領域Ｃ１およびＣ２のうち、パッチアンテナ１００Ｃの給電点１１５およびパッチアンテナ１００Ｄの給電点１１５の重心点Ｇ１からの距離が短いほうの領域Ｃ２に配置されている。言い換えると、識別マーク５０は、領域Ｃ１およびＣ２のうち、複数のパッチアンテナ１００の給電点１１５との距離が長いほうの領域Ｃ２に配置されている。
【０１０７】
上記構成によれば、識別マーク５０は、パッチアンテナ１００Ｃとパッチアンテナ１００Ｄとで挟まれた領域において、アンテナ感度がより低い領域に配置される。よって、識別マーク５０を領域Ｃ２に配置しても、アンテナモジュールのアンテナ特性の劣化を効果的に抑制できる。
【０１０８】
なお、実施例４に係る識別マーク５０によれば、上記平面視においていずれのパッチアンテナ１００とも重複しないことから、本実施例に係る識別マーク５０は、金属材料で構成されていてもよい。これによれば、識別マーク５０を、金属材料で構成されるパッチアンテナ１００の形成工程と同一の工程で形成できるので、アンテナモジュール１０の製造工程を簡素化しつつアンテナ特性の劣化を抑制できる。
【０１０９】
［１．７  実施例５に係る識別マークの配置］
図６は、実施例５に係るアンテナモジュール１０の識別マーク５０の配置を表す図である。同図には、図２に示された拡大領域Ｐにおける、識別マーク５０の配置位置の変形例が示されている。図６に示されたアンテナモジュール１０は、図５Ａに示された実施例１に係るアンテナモジュール１０と比較して、識別マーク５０の配置位置のみが異なる。以下、実施例５に係るアンテナモジュール１０について、実施例１に係るアンテナモジュール１０と同じ点は説明を省略し、実施例１に係るアンテナモジュール１０と異なる点を中心に説明する。
【０１１０】
図６に示すように、拡大領域Ｐには、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃおよび１００Ｄが示されている。パッチアンテナ１００Ａおよび１００Ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナである。また、パッチアンテナ１００Ｃおよび１００Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナである。パッチアンテナ１００Ａおよび１００Ｃは、Ｘ軸方向（行方向と交差する方向である列方向）に隣り合っている。パッチアンテナ１００Ｂおよび１００Ｄは、Ｘ軸方向（列方向）に隣り合っている。
【０１１１】
ここで、図６に示すように、識別マーク５０（図６の“ＡＢ１２３ＣＤ４５６ＥＦ７８９”）は、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、パッチアンテナ１００Ａ〜１００Ｄのすくなくとも１つと重複している。
【０１１２】
さらに、識別マーク５０は、パッチアンテナ１００Ａの給電点１１５、パッチアンテナ１００Ｂの給電点１１５、パッチアンテナ１００Ｃの給電点１１５、およびパッチアンテナ１００Ｄの給電点１１５の重心点Ｇ２を含むように配置されている。言い換えると、識別マーク５０は、複数のパッチアンテナ１００の給電点１１５との距離が最も遠くなるように配置されている。
【０１１３】
これによれば、識別マーク５０がパッチアンテナ１００と重複するような大きなものであっても、識別マーク５０がアンテナ感度の低い重心点Ｇ２を含むように配置されているので、アンテナモジュール１０のアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。
【０１１４】
なお、実施例５に係る識別マーク５０は、誘電体材料で構成されていてもよい。誘電体材料で構成された識別マークは、導電性が低いため、パッチアンテナ１００に近接配置してもパッチアンテナ１００により形成された電界分布に影響を与えにくい。よって、本実施例に係る識別マーク５０のように、パッチアンテナ１００と重複するような大きなものである場合であっても、識別マーク５０に誘電体材料を用いることでアンテナ特性の劣化を抑制できる。また、パッチアンテナ１００のアンテナ特性に影響を与えにくいという観点からは、識別マーク５０は、より低誘電率の誘電体材料で構成されていることが好ましい。
【０１１５】
［１．８  実施例６に係る識別マークの配置］
図７は、実施例６に係るアンテナモジュール１０の識別マーク５０の配置を表す図である。同図には、図２に示された拡大領域Ｐにおける、識別マーク５０の配置位置の変形例が示されている。図７に示されたアンテナモジュール１０は、図５Ａに示された実施例１に係るアンテナモジュール１０と比較して、識別マーク５０の配置位置、および、誘電体基板１１０の上面の構成が異なる。以下、実施例６に係るアンテナモジュール１０について、実施例１に係るアンテナモジュール１０と同じ点は説明を省略し、実施例１に係るアンテナモジュール１０と異なる点を中心に説明する。
【０１１６】
図７に示すように、拡大領域Ｐには、パッチアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃおよび１００Ｄが示されている。パッチアンテナ１００Ａおよび１００Ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第１のパッチアンテナおよび第２のパッチアンテナである。また、パッチアンテナ１００Ｃおよび１００Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向（行方向）に隣り合う第３のパッチアンテナおよび第４のパッチアンテナである。パッチアンテナ１００Ａおよび１００Ｃは、Ｘ軸方向（行方向と交差する方向である列方向）に隣り合っている。パッチアンテナ１００Ｂおよび１００Ｄは、Ｘ軸方向（列方向）に隣り合っている。
【０１１７】
また、アンテナモジュール１０は、さらに、誘電体基板１１０の第１主面側である上面側（Ｚ軸プラス側）に設けられたシールド線１１８を備える。シールド線１１８は、アンテナモジュール１０を平面視した場合（Ｚ軸プラス側から見た場合）に、複数のパッチアンテナ１００の間であって複数のパッチアンテナ１００の並び方向に沿って格子状に設けられている。シールド線１１８が配置されることにより、特に、隣り合うパッチアンテナ１００間のアイソレーションが向上する。
【０１１８】
ここで、図７に示すように、識別マーク５０（図７に示された３つの“ＡＢ１２３”の少なくとも１つ）は、上記平面視において、複数のパッチアンテナ１００のそれぞれに設けられた給電点１１５と重複せずに、アンテナ配置領域に配置されている。ここで、アンテナ配置領域とは、上述したとおり、誘電体基板１１０を平面視した場合に、複数のパッチアンテナ１００を包含する最小の領域である。言い換えると、アンテナ配置領域は、誘電体基板１１０の上面であって、複数のパッチアンテナ１００が配置されていない外周領域を除いた領域である。
【０１１９】
さらに、識別マーク５０は、上記平面視において、シールド線１１８と重複していない。
【０１２０】
上記構成によれば、識別マーク５０がシールド線１１８と重複しないので、パッチアンテナ１００間のアイソレーションを向上させつつアンテナモジュール１０のアンテナ特性を劣化させずに省面積化および小型化が可能となる。
【０１２１】
本実施例に係る識別マーク５０は、図７に示すように、例えば、２つのパッチアンテナ１００の間であってシールド線１１８と重複しない領域Ｂ１、Ｂ２、およびＣ２などに配置されていてもよい。
【０１２２】
なお、本実施例では、パッチアンテナ１００Ａ〜１００Ｄの各給電点１１５は、パッチアンテナの中心点に対してＹ軸マイナス方向に偏在している。
【０１２３】
この場合、識別マーク５０は、例えば、パッチアンテナ１００Ｃとパッチアンテナ１００Ｄとの間であって、領域Ｃ１および領域Ｃ２のうち、領域Ｃ２に配置されていてもよい。領域Ｃ１は、パッチアンテナ１００Ｃとシールド線１１８との間の領域であり、領域Ｃ２は、パッチアンテナ１００Ｄとシールド線１１８との間の領域である。これは、領域Ｃ１およびＣ２のうち、領域Ｃ２のほうが、パッチアンテナ１００Ｃの給電点１１５およびパッチアンテナ１００Ｄの給電点１１５の重心点Ｇ３からの距離が短いことに起因するものである。
【０１２４】
これによれば、識別マーク５０は、隣り合うパッチアンテナ１００Ｃとパッチアンテナ１００Ｄとで挟まれた領域においてアンテナ感度がより低い領域Ｃ２に配置される。よって、識別マーク５０を領域Ｃ２に配置しても、アンテナモジュール１０のアンテナ特性の劣化を効果的に抑制できる。
【０１２５】
［２  通信装置］
本実施の形態に係るアンテナモジュール１０は、下面を実装面としてプリント基板等のマザー基板に実装され、例えば、マザー基板に実装されたＢＢＩＣ４０とともに通信装置を構成することができる。
【０１２６】
これに関し、本実施の形態に係るアンテナモジュール１０は、各パッチアンテナ１００から放射される高周波信号の位相および信号強度を制御することにより鋭い指向性を実現することができる。このようなアンテナモジュール１０は、例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）で有望な無線伝送技術の１つであるＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）に対応する通信装置に用いることができる。
【０１２７】
そこで、以下では、このような通信装置について、アンテナモジュール１０のＲＦＩＣ３０の処理についても述べつつ説明する。
【０１２８】
図８は、実施の形態に係るアンテナモジュール１０を備える通信装置１の構成を示す回路ブロック図である。なお、同図では、簡明のため、ＲＦＩＣ３０の回路ブロックとして、アレイアンテナ２０が有する複数のパッチアンテナ１００のうち４つのパッチアンテナ１００に対応する回路ブロックついてのみ図示し、他の回路ブロックについては図示を省略する。また、以下では、これら４つのパッチアンテナ１００に対応する回路ブロックについて説明し、他の回路ブロックについては説明を省略する。
【０１２９】
同図に示すように、通信装置１は、アンテナモジュール１０と、ベースバンド信号処理回路を構成するＢＢＩＣ４０とを備える。
【０１３０】
アンテナモジュール１０は、上述したように、アレイアンテナ２０と、ＲＦＩＣ３０とを備える。
【０１３１】
ＲＦＩＣ３０は、スイッチ３１Ａ〜３１Ｄ、３３Ａ〜３３Ｄおよび３７と、パワーアンプ３２ＡＴ〜３２ＤＴと、ローノイズアンプ３２ＡＲ〜３２ＤＲと、減衰器３４Ａ〜３４Ｄと、移相器３５Ａ〜３５Ｄと、信号合成／分波器３６と、ミキサ３８と、増幅回路３９とを備える。
【０１３２】
スイッチ３１Ａ〜３１Ｄおよび３３Ａ〜３３Ｄは、各信号経路における送信および受信を切り替えるスイッチ回路である。
【０１３３】
ＢＢＩＣ４０からＲＦＩＣ３０に伝達された信号は、増幅回路３９で増幅され、ミキサ３８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は、信号合成／分波器３６で４分波され、４つの送信経路を通過して、それぞれ異なるパッチアンテナ１００に給電される。このとき、各信号経路に配置された移相器３５Ａ〜３５Ｄの移相度が個別に調整されることにより、アレイアンテナ２０の指向性を調整することが可能となる。
【０１３４】
また、アレイアンテナ２０が有する各パッチアンテナ１００で受信した高周波信号は、それぞれ、異なる４つの受信経路を経由し、信号合成／分波器３６で合波され、ミキサ３８でダウンコンバートされ、増幅回路３９で増幅されてＢＢＩＣ４０へ伝達される。
【０１３５】
なお、上述した、スイッチ３１Ａ〜３１Ｄ、３３Ａ〜３３Ｄおよび３７、パワーアンプ３２ＡＴ〜３２ＤＴ、ローノイズアンプ３２ＡＲ〜３２ＤＲ、減衰器３４Ａ〜３４Ｄ、移相器３５Ａ〜３５Ｄ、信号合成／分波器３６、ミキサ３８、ならびに増幅回路３９のいずれかは、ＲＦＩＣ３０が備えていなくてもよい。また、ＲＦＩＣ３０は、送信経路および受信経路のいずれかのみを有していてもよい。また、本実施の形態に係る通信装置１は、単一の周波数帯域（バンド）の高周波信号を送受信するだけでなく、複数の周波数帯域（マルチバンド）の高周波信号を送受信するシステムにも適用可能である。
【０１３６】
このように、ＲＦＩＣ３０は、高周波信号を増幅するパワーアンプ３２ＡＴ〜３２ＤＴを含み、複数のパッチアンテナ１００はパワーアンプ３２ＡＴ〜３２ＤＴで増幅された信号を放射する。
【０１３７】
上記構成を有する通信装置１において、本実施の形態に係るアンテナモジュール１０を備えることにより、アンテナモジュール１０がマザー基板に実装された後でも識別マーク５０がアンテナ配置領域に配置されているので、当該実装後において非破壊にて識別マーク５０を視認できるので、ロット情報などを容易にトレースすることが可能となる。また、誘電体基板１１０を挟んでパッチアンテナ１００とＲＦＩＣ３０とが配置されており、識別マーク５０は信号感度の高い各給電点１１５付近には配置されず、かつ、識別マーク５０を設けるための領域をアンテナ配置領域以外に別途設ける必要がないので、アンテナモジュール１０のアンテナ特性を劣化させずに、通信装置１の省面積化および小型化が可能となる。さらに、パッチアンテナ１００とＲＦＩＣ３０との間の高周波伝送線路を短縮できるので、特に、ミリ波帯のように伝送ロスが大きい周波数帯において伝送ロスを低減できる。
【０１３８】
（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態およびその実施例に係るアンテナモジュールおよび通信装置について説明したが、本発明は上記実施の形態およびその実施例に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本開示のアンテナモジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１３９】
例えば、上記説明では、ＲＦＩＣ３０は、送信系の信号処理および受信系の信号処理の両方を行う構成を例に説明したが、これに限らず、いずれか一方のみを行ってもかまわない。
【０１４０】
また、上記説明では、高周波回路部品としてＲＦＩＣ３０を例に説明したが、高周波回路部品はこれに限らない。例えば、高周波回路部品は、高周波信号を増幅するパワーアンプであり、複数のパッチアンテナ１００は、当該パワーアンプで増幅された信号を放射してもかまわない。あるいは、例えば、高周波回路部品は、複数のパッチアンテナ１００と当該高周波回路部品との間で伝達される高周波信号の位相を調整する位相調整回路であってもかまわない。
【０１４１】
また、上記説明では、アンテナモジュール１０は封止部材１２０を有するものとしたが、アンテナモジュール１０は封止部材１２０を有していなくてもよく、信号導体柱１２３などの信号端子およびグランド端子は誘電体基板１１０の第２主面側（例えば第２主面上）に設けられたパターン電極である表面電極であってもかまわない。このように構成されたアンテナモジュール１０は、キャビティ構造を有するマザー基板等に信号端子およびグランド端子によって実装され得る。
【０１４２】
なお、上記実施の形態では、アンテナ素子として、パッチアンテナを例示したが、アンテナモジュールを構成するアンテナ素子は、パッチアンテナで無くてもよく、例えば、リジッドアンテナ、ダイポールアンテナなどであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、バンドパスフィルタ機能のあるアンテナ素子として、ミリ波帯移動体通信システムおよびＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯシステムなどの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１４４】
１    通信装置
１０    アンテナモジュール
２０    アレイアンテナ
３０    ＲＦＩＣ
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、３７    スイッチ
３２ＡＲ、３２ＢＲ、３２ＣＲ、３２ＤＲ    ローノイズアンプ
３２ＡＴ、３２ＢＴ、３２ＣＴ、３２ＤＴ    パワーアンプ
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ    減衰器
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ    移相器
３６    信号合成／分波器
３８    ミキサ
３９    増幅回路
４０    ＢＢＩＣ
５０    識別マーク
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ    パッチアンテナ
１００ａ    無給電素子
１００ｂ    給電素子
１１０    誘電体基板
１１０ａ    基板素体
１１５    給電点
１１６    ビア導体
１１７、１１９    パターン導体
１１８    シールド線
１２０    封止部材
１２１    ＡＮＴ端子
１２３    信号導体柱
１２４    Ｉ／Ｏ端子
【図１Ａ】
2018186226.tif 000004
【図１Ｂ】
2018186226.tif 000005
【図２】
2018186226.tif 000006
【図３】
2018186226.tif 000007
【図４】
2018186226.tif 000008
【図５Ａ】
2018186226.tif 000009
【図５Ｂ】
2018186226.tif 000010
【図５Ｃ】
2018186226.tif 000011
【図５Ｄ】
2018186226.tif 000012
【図６】
2018186226.tif 000013
【図７】
2018186226.tif 000014
【図８】
2018186226.tif 000015
【国際調査報告】
2018186226.tif 000016
2018186226.tif 000017