(57)【要約】【課題】複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができるモジュール、無線通信装置、および、レーダ装置を提供することである。【解決手段】モジュールは、誘電体基板と、誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、１つ以上の導体層に形成され、１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、
前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、
を備えるモジュール。
【請求項２】
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子は、送信アンテナであり、
前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子は、受信アンテナである、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子の長手方向と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子の長手方向とは、直交する、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子は、ダイポールアンテナであり、
前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子は、スロットアンテナである、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項５】
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子との少なくとも１つの間に形成される電磁バンドギャップを更に備える、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記誘電体基板は、少なくとも第１層と第２層とを含む多層基板であり、
前記１つ以上の電界型のアンテナは第１層上の導体層に形成され、前記１つ以上の磁界型のアンテナは第２層上の導体層に形成される、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
前記第１層と前記第２層のいずれか一方は、表層であり、
上面視において、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子との間の前記第１層上の導体層に電磁バンドギャップが形成される、
請求項６に記載のモジュール。
【請求項８】
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップを更に備える、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項９】
誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、
前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップと、
を含む無線通信装置。
【請求項１０】
誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、
前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、
前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップと、
を含むレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モジュール、および、モジュールを備えた無線通信装置、レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミリ波帯を用いたレーダが車載用途として実用化されており、今後、他の産業分野への応用展開も期待されている。特に、車両や機械の自律制御を実現するためには、ビームの放射方向を３次元的に（例えば、水平方向の方位角と垂直方向の仰角の両方）高精度に制御するレーダが重要となる。このようなビームの放射方向を制御するレーダとしては、複数の送信アンテナ及び受信アンテナを有するＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple Output）レーダ方式が一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ミリ波帯を用いた無線通信装置やレーダでは、アンテナと高周波回路とを含むモジュールの小型化、低コスト化が重要であり、送受複数系統を有するＭＩＭＯアレイアンテナを基板に平面アンテナとして形成し、限られた基板サイズに複数のアンテナ素子を配置する構成が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８５３１７号公報
【特許文献２】米国特許第６２６２４９５号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Fan Yang, et al.,“Microstrip Antennas Integrated With Electromagnetic Band-Gap (EBG) Structures : A Low Mutual Coupling Design for Array Applications,” IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 51, No.10, October 2003, pp.2936-2946
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビームの放射方向を３次元的に（例えば、水平方向の方位角と垂直方向の仰角の両方）制御するために、基板に複数のアンテナ素子を２次元的に（例えば、平面に）配置する構成に対して、基板のサイズが考慮されていない。
【０００７】
本開示の非限定的な実施例は、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができるモジュール、無線通信装置、および、レーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係るモジュールは、誘電体基板と、前記誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、を備える。
【０００９】
本開示の一態様に係る無線通信装置は、誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップと、を含む。
【００１０】
本開示の一態様に係るレーダ装置は、誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップと、を含む。
【００１１】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の一態様によれば、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができる。
【００１３】
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】特許文献１に記載された従来のＭＩＭＯレーダのアンテナ配置図
【図２】本開示の実施の形態１に係るモジュールの構成を示す図
【図３Ａ】同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板の一例を示す上面図
【図３Ｂ】図３Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図
【図４Ａ】異なる形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板の一例を示す上面図
【図４Ｂ】図４Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図
【図５】２つのアンテナ基板におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性を示す図
【図６】同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板の一例を示す上面図
【図７】本開示の実施の形態１の変形例に係るアンテナ基板の一例を示す上面図
【図８Ａ】特許文献２に記載された平面アンテナを示す図
【図８Ｂ】図８Ａの線Ｅ１−Ｅ２における断面図
【図９Ａ】非特許文献１に記載された平面アンテナの構成を示す上面図
【図９Ｂ】図９Ａの線Ａ１−Ａ２における断面図
【図１０】本開示の実施の形態２に係るモジュールの構成を示す図
【図１１Ａ】本開示の実施の形態２に係るモジュールのＥＢＧ周辺の拡大図
【図１１Ｂ】図１１Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図
【図１２Ａ】同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板の一例を示す上面図
【図１２Ｂ】図１２Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図
【図１３】２つのアンテナ基板におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性を示す図
【図１４Ａ】異なる形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板の一例を示す上面図
【図１４Ｂ】図１４Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図
【図１５】２つのアンテナ基板におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性を示す図
【図１６】同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板の一例を示す上面図
【図１７】本開示の実施の形態２の変形例に係るアンテナ基板の一例を示す上面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示は、ＭＩＭＯレーダに用いられるモジュールに関し、例えば、ミリ波帯の高周波帯において、高周波回路とアンテナとを一体化した小型モジュールに関する。
【００１６】
図１は、特許文献１に記載された従来のＭＩＭＯレーダのアンテナ配置図である。図１には、送信アンテナ５１ａ〜５１ｄと、受信アンテナ６１ａ〜６１ｃが示されている。
【００１７】
受信アンテナ６１ａは、送信アンテナ５１ａ〜５１ｄによって送信された送信信号が対象物に反射した信号を受信信号として受信する。受信アンテナ６１ｂ、６１ｃについても同様である。
【００１８】
一点鎖線６０１で囲んだ３素子の仮想アンテナ６０１ａ〜６０１ｃは、送信アンテナ５１ａから送信された信号を受信する受信アンテナを表しており、一点鎖線６０２で囲んだ３素子の仮想アンテナ６０２ａ〜６０２ｃは、送信アンテナ５１ｂから送信された信号を受信する受信アンテナを表しており、一点鎖線６０３で囲んだ３素子の仮想アンテナ６０３ａ〜６０３ｃは、送信アンテナ５１ｃから送信された信号を受信する受信アンテナを表しており、一点鎖線６０４で囲んだ３素子の仮想アンテナ６０４ａ〜６０４ｃは、送信アンテナ５１ｄから送信された信号を受信する受信アンテナを表している。
【００１９】
つまり、仮想アレイとしては９素子のアンテナが間隔ｄで等間隔に配置されていることとなる。この構成により、グレーティングローブ（メインビーム方向以外の方向を基準として位相が完全に揃う角度で発生する不要放射成分）の発生を抑圧することができる。
【００２０】
しかしながら、図１に示す特許文献１の構成は、一方向にアンテナを配置したＭＩＭＯレーダであり、３次元的にビームを制御するためのアンテナが配置されるモジュールについては言及されていない。
【００２１】
本開示は掛る点を鑑みて為されたものであり、ＭＩＭＯ構成を用いた複数のアンテナ素子を互いに異なる構成とすることに着目し、本開示に至った。
【００２２】
次に、本開示の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は一例であり、本開示はこれらの実施の形態により限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図２は、本実施の形態１に係るモジュール１の構成を示す図である。モジュール１は、アンテナ基板２と高周波回路３とを備える。以下では、モジュール１が、レーダ装置に用いられる例について説明する。
【００２４】
アンテナ基板２は、誘電体基板上の導体層２ｂに、複数の送信アンテナ素子４（送信アンテナ素子４ａ〜送信アンテナ素子４ｄ）と、複数の受信アンテナ素子５（受信アンテナ素子５ａ〜受信アンテナ素子５ｄ）とを備える。
【００２５】
送信アンテナ素子４は、誘電体基板上の導体層２ｂに導体パターンにより形成される。送信アンテナ素子４は、放射する電波の電界方向に長尺なアンテナである。例えば、送信アンテナ素子４は、電界型アンテナであるダイポールアンテナである。送信アンテナ素子４の素子間隔は、例えば、予め設計により決められた間隔である。
【００２６】
受信アンテナ素子５は、誘電体基板上の導体層２ｂに導体パターンにより形成される。受信アンテナ素子５は、放射する電波の磁界方向に長尺なアンテナである。例えば、受信アンテナ素子５は、磁界型アンテナであるスロットアンテナである。受信アンテナ素子５の素子間隔は、例えば、予め設計により決められた間隔である。
【００２７】
受信アンテナ素子５は、送信アンテナ素子４と異なるタイプ、異なる形状の素子である。送信アンテナ素子４および受信アンテナ素子５は、それぞれ、ＭＩＭＯ構成を採る。また、送信アンテナ素子４の長手方向と受信アンテナ素子５の長手方向は直交している。
【００２８】
高周波回路３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）またはＧａＡ（Gallium Arsenide）の半導体チップ、トランジスタのディスクリート部品を組み合わせた回路である。高周波回路３は導体層２ｂ上に設けられている。
【００２９】
高周波回路３は、例えば、モジュール１の外部から入力される信号の変調処理および所望の周波数帯への変換処理の送信信号処理を行う。信号処理後の信号は、アンテナ基板２の実装部（図示せず）を介して、アンテナ基板２へ伝達される。アンテナ基板２に伝達された信号は、給電線路（図示せず）を介して、送信アンテナ素子４に伝達される。送信アンテナ素子４は、伝達された信号を放射する。受信アンテナ素子５は、送信アンテナ素子４から放射された信号の反射波を受信する。受信した反射波の信号は、給電線路および実装部を介して、高周波回路３に入力される。高周波回路３は、例えば、入力された信号の周波数変換処理および復調処理の受信信号処理を行う。受信信号処理後の信号は、モジュール１の外部へ出力される。
【００３０】
なお、高周波回路３は、ベースバンド（基底帯域）における信号処理を行っても良い。
【００３１】
基板に送信アンテナ素子と受信アンテナ素子とが配置される一般的なモジュールでは、アンテナ素子の間隔が広がることに応じて、アンテナ基板のサイズが増加する。
【００３２】
一方で、限られた基板サイズに、複数のアンテナ素子を配置した場合、アンテナ素子間の間隔が狭くなることにより、アイソレーション特性が劣化する。例えば、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子とが配置されるアンテナ基板では、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との間隔が狭くなることにより、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との間のアイソレーション（送受アンテナ間のアイソレーション）特性が劣化する。
【００３３】
本実施の形態１に係るモジュール１は、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５とが互いに異なる。具体的には、送信アンテナ素子４は、電界型アンテナであるダイポールアンテナであり、受信アンテナ素子５は、磁界型アンテナであるスロットアンテナである。本実施の形態１に係るモジュール１は、送信アンテナ素子４の長手方向と受信アンテナ素子５の長手方向とが互いに異なることにより、送受アンテナ間のアイソレーション特性を劣化させることを抑制して、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができる。以下、この点について、説明する。
【００３４】
図３Ａは、同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板１２の一例を示す上面図である。図３Ｂは、図３Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図である。
【００３５】
図３Ａ、図３Ｂに示すアンテナ基板１２では、誘電体基板１２ａ上の導体層１２ｂに、アンテナ素子１４ａとアンテナ素子１４ｂとが配置される。アンテナ素子１４ｂは、アンテナ素子１４ａと同一形状のアンテナ素子である。図３Ａでは、アンテナ素子１４ａとアンテナ素子１４ｂは、電界型アンテナであるダイポールアンテナであり、偏波面が揃うように並べて、つまり、それぞれの長手方向を同一線上に配置する。
【００３６】
このとき、アンテナ素子１４ａの給電点Ｐａとアンテナ素子１４ｂの給電点Ｐｂとの間隔は、０．３４λとした。なお、λは、アンテナ素子１４ａ、アンテナ素子１４ｂが送信または受信する電波の自由空間波長を示す。アンテナ素子１４ａ、アンテナ素子１４ｂの長さは略０．５λｇ（λｇは誘電体基板１２ａの誘電率を考慮した実効波長）であり、自由空間での波長に換算すると０．５／√Ｅｒ×λとなる（Ｅｒは誘電体基板１２ａの比誘電率）。Ｅｒを略３とした場合、アンテナ素子１４ａ、アンテナ素子１４ｂの長さは０．２９λである。さらに、アンテナ素子１４ａとアンテナ素子１４ｂの周囲を囲む導体層１２ｂのパターン精度が一般には０．１ｍｍ程度のため、アンテナ素子とアンテナ素子の周囲を囲む導体層との間隔などを考慮した結果、２つのアンテナ素子の給電点の間隔を０．３４λとした。
【００３７】
以下では、２つのアンテナ素子の給電点の間隔を、当該２つのアンテナ素子の素子間隔として説明する。
【００３８】
また、図３Ｂは、導体パターンによって形成される第１の給電線路１６と、第２の給電線路１７と、接地導体１８とを示す。第１の給電線路１６は、誘電体基板１２ａの内部に配置され、アンテナ素子１４ａに信号を伝達する。第２の給電線路１７は、誘電体基板１２ａの内部に配置され、アンテナ素子１４ｂに信号を伝達する。接地導体１８は、誘電体基板１２ａのアンテナ素子が配置される面（導体層１２ｂが配置される面）と正対する面に配置される。
【００３９】
なお、図３Ａ、図３Ｂに示すアンテナ素子１４ａ、アンテナ素子１４ｂは、両方が送信アンテナ素子であっても良いし、両方が受信アンテナ素子であっても良いし、あるいは、一方が送信アンテナ素子で他方が受信アンテナ素子であっても良い。
【００４０】
図４Ａは、異なる形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板２２の一例を示す上面図である。図４Ｂは、図４Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図である。
【００４１】
図４Ａに示すアンテナ基板２２では、誘電体基板２２ａ上の導体層２２ｂに、アンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとが配置される。アンテナ素子２５ａは、アンテナ素子２４ａと異なる形状のアンテナ素子である。図４Ａでは、アンテナ素子２４ａは、電界型アンテナであるダイポールアンテナであり、アンテナ素子２５ａは、磁界型アンテナであるスロットアンテナである。ここで、電界型アンテナであるダイポールアンテナの偏波面はダイポールアンテナの長手方向であり、磁界型アンテナであるスロットアンテナの偏波面はスロットの短手方向である。このため、アンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとは、それぞれのアンテナの長手方向を直交して配置することによって、偏波面を揃える。そして、アンテナ素子２４ａの給電点Ｐｃとアンテナ素子２５ａの給電点Ｐｄとの間隔（つまり、アンテナ素子の間隔）は、０．２２λとした。なお、λは、アンテナ素子２４ａ、アンテナ素子２５ａが送信または受信する電波の自由空間波長を示す。ここで、図３Ａではアンテナ間距離を０．３４λとしたが、図４Ａでは電界型アンテナと磁界型アンテナを組み合わせることによって図３Ａよりも狭くすることが可能となる。
【００４２】
また、図４Ｂは、導体パターンによって形成される第１の給電線路２６と、第２の給電線路２７と、接地導体２８とを示す。第１の給電線路２６は、誘電体基板２２ａの内部に配置され、アンテナ素子２４ａに信号を伝達する。第２の給電線路２７は、誘電体基板２２ａの内部に配置され、アンテナ素子２５ａに信号を伝達する。接地導体２８は、誘電体基板２２ａのアンテナ素子が配置される面（導体層２２ｂが配置される面）と正対する面に配置される。
【００４３】
なお、図４Ａ、図４Ｂに示すアンテナ素子２４ａ、アンテナ素子２５ａは、両方が送信アンテナ素子であっても良いし、両方が受信アンテナ素子であっても良いし、あるいは、一方が送信アンテナ素子で他方が受信アンテナ素子であっても良い。
【００４４】
例えば、図４Ａ、図４Ｂに示すアンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとは、それぞれ、図２に示した送信アンテナ素子４ｃと受信アンテナ素子５ｄに対応する。
【００４５】
図５は、２つのアンテナ基板におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性を示す図である。図５には、図３Ａ、図３Ｂに示すアンテナ基板１２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性と、図４Ａ、図４Ｂに示すアンテナ基板２２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性が示される。図５の横軸は、図３Ａ、図４Ａに示す波長λの電波の周波数（つまり、ｃ／λ、ｃは光速を示す）で正規化した正規化周波数である。図５の縦軸は、アイソレーション特性がデシベル［ｄＢ］で示される。
【００４６】
図５において、アンテナ基板１２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性と、アンテナ基板２２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性とは、正規化周波数が１において、略同一となる。一方、図４Ａにおけるアンテナ基板２２のアンテナ素子間隔は、図３Ａにおけるアンテナ基板１２のアンテナ素子間隔よりも狭くなる。
【００４７】
つまり、アンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとが互いに異なる図４Ａにおけるアンテナ基板２２は、アンテナ素子１４ａとアンテナ素子１４ｂとが互いに同一である図３Ａにおけるアンテナ基板１２と比較して、アンテナ素子間のアイソレーション特性を劣化させることを抑制して、アンテナ素子間隔を狭めることができる。
【００４８】
上述の通り、図４Ａ、図４Ｂのアンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとは、それぞれ、図２の送信アンテナ素子４ｃと受信アンテナ素子５ｄに対応する。そのため、図２に示したモジュール１では、送受アンテナ間のアイソレーション特性を劣化させることを抑制して、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態１では、電界型アンテナである送信アンテナ素子４と、磁界型アンテナである受信アンテナ素子５とが配置されるモジュール１の例について説明したが、本開示はこれに限定されない。磁界型アンテナである送信アンテナ素子と、電界型アンテナである受信アンテナ素子が配置されるモジュールであっても良い。あるいは、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子が配置されるモジュールであっても良いし、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の受信アンテナ素子が配置されるモジュールであっても良い。
【００５０】
以下では、本実施の形態１の変形例として、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子が配置されるモジュールの例について説明する。
【００５１】
（実施の形態１の変形例）
図６は、同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板３２の一例を示す上面図である。図６に示すアンテナ基板３２は、誘電体基板と、複数の送信アンテナ素子３４（送信アンテナ素子３４ａ〜送信アンテナ素子３４ｄ）とを備える。そして、アンテナ基板３２と、図示しない高周波回路とが一体となってモジュールが構成される。
【００５２】
送信アンテナ素子３４は、誘電体基板上の導体層３２ｂに導体パターンにより形成される。送信アンテナ素子３４は、いずれも、電界型アンテナであるダイポールアンテナである。
【００５３】
例えば、図５と同様のアイソレーション特性を得る構成では、図６に示すように、送信アンテナ素子３４ａと送信アンテナ素子３４ｂとのアンテナ素子間隔、および、送信アンテナ素子３４ｃと送信アンテナ素子３４ｄとのアンテナ素子間隔は、０．３４λである。また、送信アンテナ素子３４ａと送信アンテナ素子３４ｃとのアンテナ素子間隔、および、送信アンテナ素子３４ｂと送信アンテナ素子３４ｄとのアンテナ素子間隔は、０．３４λである。なお、送信アンテナ素子３４ａと送信アンテナ素子３４ｃとのアンテナ素子間隔、および、送信アンテナ素子３４ｂと送信アンテナ素子３４ｄとのアンテナ素子間隔が０．３４λである理由は、図３において説明した、アンテナ素子１４ａの給電点Ｐａとアンテナ素子１４ｂの給電点Ｐｂとの間隔が０．３４λである理由と同一であるため、説明を省略する。
【００５４】
図７は、本実施の形態１の変形例に係るアンテナ基板４２の一例を示す上面図である。図７のアンテナ基板４２は、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子が配置されるアンテナ基板である。図７に示すアンテナ基板４２は、誘電体基板上に配置した導体層４２ｂを用いて形成した、複数の送信アンテナ素子４４（送信アンテナ素子４４ａ〜送信アンテナ素子４４ｄ）を備える。そして、アンテナ基板４２と、図示しない高周波回路とが一体となってモジュールが構成される。
【００５５】
送信アンテナ素子４４は、誘電体基板上の導体層４２ｂに形成した導体パターンである。送信アンテナ素子４４ａと、送信アンテナ素子４４ｄとは、電界型アンテナとしてのダイポールアンテナである。送信アンテナ素子４４ｂと、送信アンテナ素子４４ｄとは、磁界型アンテナとしてのスロットアンテナである。
【００５６】
例えば、図７では、Ｘ軸方向において、送信アンテナ素子４４ａと送信アンテナ素子４４ｂとのアンテナ素子間隔、および、送信アンテナ素子４４ｃと送信アンテナ素子４４ｄとのアンテナ素子間隔を、０．２２λとする。Ｙ軸方向においても同様に、送信アンテナ素子４４ａと送信アンテナ素子４４ｃとのアンテナ素子間隔、および、送信アンテナ素子４４ｂと送信アンテナ素子４４ｄとのアンテナ素子間隔を０．２２λとする。送信アンテナ素子４４のアンテナ素子間隔を０．２２λとすることにより、図５に示したアンテナ基板２２のアイソレーション特性と同様のアイソレーション特性を得ることができる。
【００５７】
図７のアンテナ基板４２は、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子４４の長手方向を直交する位置に配置することにより、図６のアンテナ基板３２と比較して、アンテナ素子間隔を狭くすることができる。そのため、アンテナ素子間のアイソレーション特性の劣化を抑制して、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができる。
【００５８】
なお、図７では、４つのアンテナ素子が送信アンテナ素子である例について説明したが、４つのアンテナ素子が受信アンテナ素子であっても良い。また、図７では、アンテナ素子の２×２の配置を例にとって説明したが、本開示はこれに限定されず、ｍ×ｎ（ｍ、ｎは、それぞれ、２以上の整数）のアンテナ素子に適用してもよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態１に係るモジュールは、誘電体基板上の導体層に、放射する電波の電界方向に長尺な形状を有する電界型のアンテナ素子と、放射する電波の磁界方向に長尺な形状を有する磁界型のアンテナ素子と、を備える。この構成により、電界方向と磁界方向とが直交するため、それぞれのアンテナ素子の長手方向を直交する位置に配置できる。このため、複数のアンテナ素子の間隔を、電界型のアンテナ素子および磁界型のアンテナ素子のいずれかを用いて形成するアンテナ基板よりも、狭く設定することができ、アンテナ基板のサイズを小型にすることができる。
【００６０】
なお、上述した本実施の形態１では、複数のアンテナ素子が誘電体基板上の導体層に導体パターンを用いて形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、誘電体基板が複数の層を有する多層基板である場合、複数のアンテナ素子のうちの一部のアンテナ素子が形成される層と、複数のアンテナ素子のうちの残りのアンテナ素子が形成される層とは、互いに異なる層であっても良い。あるいは、複数のアンテナ素子が、互いに同じ内層に形成されても良い。
【００６１】
例えば、図２に示したモジュール１において、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５のいずれか一方が誘電体基板の内層に形成され、他方が表層に形成されても良い。また、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５とは、互いに異なる内層に形成されても良い。このような構成を採ることにより、送信アンテナ素子４から放射された表面波が受信アンテナ素子５と結合しないため、送受アンテナ間のアイソレーション特性を改善することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態１では、アンテナ素子間のアイソレーション特性の劣化を抑制させ、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にする例について説明した。本実施の形態２では、アイソレーション特性を向上させる構成として、例えば、電磁バンドギャップ（ＥＢＧ：Electromagnetic Band Gap）をアンテナ基板に設ける例について説明する。ＥＢＧについては、例えば、特許文献２、非特許文献１に記載されている。
【００６３】
図８Ａは、特許文献２に記載された平面アンテナを示す図である。図８Ｂは、図８Ａの線Ｅ１−Ｅ２における断面図である。図８Ａ、図８Ｂに示す平面アンテナは、パッチアンテナ１００と、パッチアンテナ１００を囲むように配置されるＥＢＧ１０１と、パッチアンテナ１００と接続する同軸ケーブル１０２とを有する。
【００６４】
パッチアンテナ１００は、誘電体基板の表面上に導体パターンにより形成され、裏面から同軸ケーブル１０２より給電されている。パッチアンテナ１００の周囲には、誘電体基板上の表面に多角形（図６では六角形）の金属電極が周期的に配置される。ＥＢＧ１０１は、各金属電極と誘電体基板裏面に形成された金属膜である接地導体との間を、例えば、誘電体基板を貫通するスルーホールで電気的に接続することによって構成される。この構成により、インダクタ（Ｌ）とキャパシタ（Ｃ）が連続的に接続された回路特性となり、特定周波数においてＬＣ共振により誘電体基板表面のインピーダンスを高くすることができる。そのため、パッチアンテナ１００から放射された電磁波の内、誘電体基板の表面上を伝搬する表面波を減衰させることができる。その結果、パッチアンテナ１００の側方や後方への電磁波の回り込みが抑制され、不要な放射を抑制させることができる。
【００６５】
図９Ａは、非特許文献１に記載された平面アンテナ２００の構成を示す上面図である。図９Ｂは、図９Ａの線Ａ１−Ａ２における断面図である。
【００６６】
図９Ａ、図９Ｂに示す平面アンテナ２００は、誘電体基板２０１、第１のアンテナ素子２０２、第２のアンテナ素子２０３、ＥＢＧ２０４、接地導体２０５およびスルーホール２０６を有する。
【００６７】
第１のアンテナ素子２０２及び第２のアンテナ素子２０３は、誘電体基板２０１上に導体パターンによって形成される。接地導体２０５は、誘電体基板２０１の裏面に導体パターンにより形成される。ＥＢＧ２０４は、第１のアンテナ素子２０２と第２のアンテナ素子２０３の間に周期的に配置され、誘電体基板２０１の表面上に形成された周期的な導体パターンとそれぞれの導体パターンを接地導体に接続するためのスルーホール２０６で構成されている。ここで、第１のアンテナ素子２０２と第２のアンテナ素子２０３は同一形状であり、同じ偏波面を有するように配置されている。
【００６８】
ＥＢＧ２０４については、図８Ａ、図８Ｂに示した例と同様に、誘電体基板２０１上を伝搬する表面波を抑制する効果を有するため、平面アンテナ２００を構成する第１のアンテナ素子２０２と第２のアンテナ素子２０３の間のアイソレーション特性を改善することができる。
【００６９】
しかしながら、ＥＢＧをアンテナ素子の間に配置するためには、アンテナ素子の間には一定の間隔が必要となる。
【００７０】
例えば、非特許文献１では、５．８ＧＨｚ帯において、第１のアンテナ素子２０２と第２のアンテナ素子２０３の寸法は、それぞれ、６．８ｍｍ×５ｍｍであり、アンテナ素子の間隔は３８．８ｍｍとした例が説明されている。また、ＥＢＧ２０４の一辺の寸法は、３ｍｍ、ギャップは０．５ｍｍとして説明されている。ここで、アンテナ素子の間隔３８．８ｍｍは、５．８ＧＨｚ帯における波長に換算すると、約０．７５λである。ここで、非特許文献１のアンテナ素子の間隔を０．７５λ以下に狭めた場合、アンテナ性能（例えば、アイソレーション特性）が劣化する可能性がある。
【００７１】
このため、本実施の形態２では、ＥＢＧを用いてアイソレーション特性を向上させる構成であっても、アンテナ素子の間隔の拡大を抑制することができるモジュールについて説明する。
【００７２】
図１０は、本実施の形態２に係るモジュール５０の構成を示す図である。図１０において、図２に示したモジュール１と同様の構成については、同一の符番を付し、説明を省略する。
【００７３】
図１０に示すモジュール５０は、アンテナ基板５２と高周波回路３とを備える。そして、アンテナ基板５２は、図２に示したアンテナ基板２に対して、ＥＢＧ９ａ、ＥＢＧ９ｂが追加された構成である。
【００７４】
ＥＢＧ９ａは、送信アンテナ素子４ｄと受信アンテナ素子５ａとの間に形成される。ＥＢＧ９ｂは、送信アンテナ素子４ｃと受信アンテナ素子５ｄとの間に形成される。
【００７５】
具体的なＥＢＧの構成について、ＥＢＧ９ｂを例に挙げて説明する。
【００７６】
図１１Ａは、本実施の形態２に係るモジュール５０のＥＢＧ９ｂ周辺の拡大図である。図１１Ｂは、図１１Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図である。
【００７７】
図１１Ｂには、第１の給電線路５６と、第２の給電線路５７と、接地導体５８と、スルーホール５９とが示される。第１の給電線路５６は、誘電体基板２ａの内部に配置され、アンテナ素子４ｃに信号を伝達する。第２の給電線路５７は、誘電体基板２ａの内部に配置され、アンテナ素子５ｄに信号を伝達する。接地導体５８は、誘電体基板２ａにおいて、アンテナ素子が配置される面（導体層５２ｂが配置される面）と正対する面に配置される。
【００７８】
ＥＢＧ９ｂは、誘電体基板２ａのアンテナ素子４、５が配置される面に、周期的に配置される導体パターンと（図１１Ａ参照）、導体パターンと接地導体５８とを接続するスルーホール５９と（図１１Ｂ参照）を有する。
【００７９】
本実施の形態２に係るモジュール５０は、送信アンテナ素子４の長手方向と受信アンテナ素子５の長手方向とが互いに異なる構成のアンテナ素子を用いるため、アイソレーション特性を向上させるためにＥＢＧを配置する構成であっても、アンテナ素子の間隔を狭くすることができる。以下、この点について、説明する。
【００８０】
図１２Ａは、同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板６２の一例を示す上面図である。図１２Ｂは、図１２Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図である。図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、図３Ａ、図３Ｂに示したアンテナ基板１２と同様の構成については、同一の符番を付し、説明を省略する。
【００８１】
図１２Ａ、図１２Ｂに示すアンテナ基板６２は、図３Ａ、図３Ｂに示したアンテナ基板１２に対して、アンテナ素子間隔を拡げ、その間にＥＢＧ６９をさらに設けている。なお、ＥＢＧ６９をアンテナ間に配置したことによって、アンテナの周囲を囲む導体層６２ｂのパターン精度を考慮してアンテナ１４ａとアンテナ１４ｂの間隔を０．６３λとした。
【００８２】
ＥＢＧ６９は、図１１Ａ、図１１Ｂと同様に、誘電体基板１２ａのアンテナ素子が配置される面に周期的に配置される導体パターンと、導体パターンと接地導体１８とを接続するスルーホール７０とを有する。
【００８３】
なお、図１２Ａ、図１２Ｂに示すアンテナ素子１４ａ、アンテナ素子１４ｂは、両方が送信アンテナ素子であっても良いし、両方が受信アンテナ素子であっても良いし、あるいは、一方が送信アンテナ素子で他方が受信アンテナ素子であっても良い。
【００８４】
図１３は、図１２Ａ、図１２Ｂに示すアンテナ基板６２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性と、図１２Ａ、図１２ＢにおいてＥＢＧ６９が存在せず、アンテナ素子間に導体層６２ｂが存在する構成（以下、比較構成１と呼ぶ）におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性を示す。比較構成１は、例えば、図３Ａ、図３Ｂに示したアンテナ基板１２において、アンテナ素子間隔をアンテナ基板６２と同様に０．６３λとした構成に相当する。図１３の横軸は、図１２Ａに示した波長λの電波の周波数（つまり、ｃ／λｃは光速を示す）で正規化した正規化周波数である。図１３の縦軸は、アイソレーション特性がデシベル［ｄＢ］で示される。
【００８５】
図１３では、ＥＢＧ６９がアンテナ基板６２に設けられることにより、アンテナ基板６２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性は、アンテナ基板１２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性よりも向上する。
【００８６】
図１４Ａは、異なる形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板７２の一例を示す上面図である。図１４Ｂは、図１４Ａにおける線Ａ１−Ａ２の断面図である。図１４Ａ、図１４Ｂにおいて、図４Ａ、図４Ｂに示したアンテナ基板２２と同様の構成については、同一の符番を付し、説明を省略する。
【００８７】
図１４Ａ、図１４Ｂに示すアンテナ基板７２は、図４Ａ、図４Ｂに示したアンテナ基板２２に対して、アンテナ素子間隔を拡げ、その間にＥＢＧ７９をさらに設けている。なお、ＥＢＧ７９をアンテナ間に配置したことによって、接地導体のパターン精度を考慮してアンテナ２４ａとアンテナ２５ａの間隔を０．５４λとした。
【００８８】
ＥＢＧ７９は、誘電体基板２２ａのアンテナ素子が配置される面に周期的に配置される導体パターンと（図１４Ａ参照）、導体パターンと接地導体２８とを接続するスルーホール８０と（図１４Ｂ参照）を有する。
【００８９】
なお、図１４Ａ、図１４Ｂに示すアンテナ素子２４ａ、アンテナ素子２５ａは、両方が送信アンテナ素子であっても良いし、両方が受信アンテナ素子であっても良いし、あるいは、一方が送信アンテナ素子で他方が受信アンテナ素子であっても良い。
【００９０】
例えば、図１４Ａ、図１４Ｂに示すアンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとＥＢＧ７９は、それぞれ、図１０に示した送信アンテナ素子４ｃと受信アンテナ素子５ｄとＥＢＧ９ｂに対応する。
【００９１】
図１５は、図１４Ａ、図１４Ｂに示したアンテナ基板７２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性と、図１４Ａ、図１４ＢにおいてＥＢＧ７９が存在せず、アンテナ素子間に導体層７２ｂが存在する構成（以下、比較構成２と呼ぶ）におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性を示す。比較構成２は、例えば、図４Ａ、図４Ｂに示したアンテナ基板２２において、アンテナ素子間隔をアンテナ基板７２と同様に０．５４λとした構成に相当する。図１５の横軸は、図４Ａ、図１４Ａに示した波長λの電波の周波数（つまり、ｃ／λ、ｃは光速を示す）で正規化した正規化周波数である。図１５の縦軸は、アイソレーション特性がデシベル［ｄＢ］で示される。
【００９２】
図１５では、ＥＢＧ７９がアンテナ基板７２に設けられることにより、アンテナ基板７２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性は、アンテナ基板２２におけるアンテナ素子間のアイソレーション特性よりも向上する。
【００９３】
また、図１４Ａにおけるアンテナ基板７２のアンテナ素子間隔は、図１２Ａ、におけるアンテナ基板６２のアンテナ素子間隔よりも狭くすることができる。
【００９４】
つまり、アイソレーション特性を向上させるためにＥＢＧ７９をアンテナ基板７２に設ける場合、互いに異なる構成のアンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとを用いたアンテナ基板７２は、互いに同一の構成のアンテナ素子１４ａとアンテナ素子１４ｂとを用いたアンテナ基板６２と比較して、アンテナ素子間隔を狭めることができる。
【００９５】
上述の通り、図１４Ａ、図１４Ｂに示すアンテナ素子２４ａとアンテナ素子２５ａとＥＢＧ７９は、それぞれ、図１０に示した送信アンテナ素子４ｃと受信アンテナ素子５ｄとＥＢＧ９ｂに対応する。そのため、図１０に示すモジュール５０では、ＥＢＧを設けることによって、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５との間のアイソレーション（送受アンテナ間のアイソレーション）特性を向上させ、さらに、基板のサイズを小型にすることができる。
【００９６】
なお、本実施の形態２では、電界型アンテナである送信アンテナ素子４と、磁界型アンテナである受信アンテナ素子５と、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５とが隣り合う箇所にＥＢＧ９が配置されるモジュール５０の例について説明したが、本開示はこれに限定されない。磁界型アンテナである送信アンテナ素子と、電界型アンテナである受信アンテナ素子が配置されるモジュールであっても良い。あるいは、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子が配置されるモジュールであっても良いし、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の受信アンテナ素子が配置されるモジュールであっても良い。また、ＥＢＧが配置される位置は、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５とが隣り合う位置に限定されない。
【００９７】
以下では、本実施の形態２の変形例として、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子と、送信アンテナ素子の間にＥＢＧが配置されるモジュールの例について説明する。
【００９８】
（実施の形態２の変形例）
図１６は、同一形状のアンテナ素子が配置されるアンテナ基板８２の一例を示す上面図である。図１６において、図６に示したアンテナ基板３２と同様の構成については、同一の符番を付し、説明を省略する。
【００９９】
図１６に示すアンテナ基板８２は、図６に示したアンテナ基板３２に対して、アンテナ素子間隔を拡げ、その間にＥＢＧ８９ａ〜ＥＢＧ８９ｄをさらに設けている。
【０１００】
ＥＢＧ８９ａは、送信アンテナ素子３４ａと送信アンテナ素子３４ｂとの間に形成される。ＥＢＧ８９ｂは、送信アンテナ素子３４ａと送信アンテナ素子３４ｃとの間に形成される。ＥＢＧ８９ｃは、送信アンテナ素子３４ｂと送信アンテナ素子３４ｄとの間に形成される。ＥＢＧ８９ｄは、送信アンテナ素子３４ｃと送信アンテナ素子３４ｄとの間に形成される。
【０１０１】
具体的なＥＢＧの構成については、図１１Ａ、図１１Ｂを参照して説明したＥＢＧ９ｂの構成と同様である。
【０１０２】
例えば、図１３と同様のアイソレーション特性を得る構成では、図１６に示すように、各アンテナ素子間隔を０．６３λとし、そのアンテナ素子間隔にＥＢＧ８９（ＥＢＧ８９ａ〜ＥＢＧ８９ｄ）を形成する。
【０１０３】
図１７は、本実施の形態２の変形例に係るアンテナ基板９２の一例を示す上面図である。図１７において、図７に示したアンテナ基板４２と同様の構成については、同一の符番を付し、説明を省略する。
【０１０４】
図１７に示すアンテナ基板９２は、図７に示したアンテナ基板４２に対して、アンテナ素子間隔を拡げ、その間にＥＢＧ９９ａ〜ＥＢＧ９９ｄが追加された構成を有する。
【０１０５】
ＥＢＧ９９ａは、送信アンテナ素子４４ａと送信アンテナ素子４４ｂとの間に形成される。ＥＢＧ９９ｂは、送信アンテナ素子４４ａと送信アンテナ素子４４ｃとの間に形成される。ＥＢＧ９９ｃは、送信アンテナ素子４４ｂと送信アンテナ素子４４ｄとの間に形成される。ＥＢＧ９９ｄは、送信アンテナ素子４４ｃと送信アンテナ素子４４ｄとの間に形成される。
【０１０６】
具体的なＥＢＧの構成については、図１１Ａ、図１１Ｂを参照して説明したＥＢＧ９ｂの構成と同様である。
【０１０７】
例えば、図１５と同様のアイソレーション特性を得る構成では、図１７に示すように、各アンテナ素子間隔を０．５４λとし、そのアンテナ素子間隔にＥＢＧ９９（ＥＢＧ９９ａ〜ＥＢＧ９９ｄ）を形成する。
【０１０８】
図１７のアンテナ基板９２は、電界型アンテナと磁界型アンテナの両方を含む複数の送信アンテナ素子４４を用いるため、図１６のアンテナ基板８２と比較して、ＥＢＧを形成する場合でもアンテナ素子間隔を狭くすることができる。そのため、ＥＢＧを設けることによって、アンテナ素子間のアイソレーション特性を向上させ、さらに、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができる。
【０１０９】
なお、図１７では、４つのアンテナ素子が送信アンテナ素子である例について説明したが、４つのアンテナ素子が受信アンテナ素子であっても良い。また、図１７では、アンテナ素子の２×２の配置を例にとって説明したが、本開示はこれに限定されず、ｍ×ｎ（ｍ、ｎは、それぞれ、２以上の整数）の配置であってもよい。
【０１１０】
以上説明したように、本実施の形態２に係るモジュールは、誘電体基板の導体層に導体パターンによって形成される電界型のアンテナ素子と、誘電体基板の導体層に導体パターンによって形成される磁界型のアンテナ素子と、電界型のアンテナ素子と磁界型のアンテナ素子との間に形成されるＥＢＧとを備える。この構成により、アイソレーション特性を向上させ、複数のアンテナ素子を配置する基板のサイズを小型にすることができる。
【０１１１】
なお、上述した本実施の形態２では、複数のアンテナ素子が誘電体基板の表層の導体層に導体パターンにより形成される例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、誘電体基板が複数の層を有する多層基板である場合、複数のアンテナ素子のうちの一部のアンテナ素子が形成される層と、複数のアンテナ素子のうちの残りのアンテナ素子が形成される層とは、互いに異なる層であっても良い。あるいは、複数のアンテナ素子が、互いに同じ内層に形成されても良い。
【０１１２】
例えば、図１０に示したモジュール５０において、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５のいずれか一方が誘電体基板２ａの内層に形成され、他方が表層に形成されても良い。また、送信アンテナ素子４と受信アンテナ素子５とは、互いに異なる内層に形成されても良い。このような構成を採ることにより、送信アンテナ素子４から放射された表面波が受信アンテナ素子５と結合することを抑制できるため、送受アンテナ間のアイソレーション特性を改善することができる。
【０１１３】
なお、複数のアンテナ素子のうちの一部のアンテナ素子が、複数のアンテナ素子のうちの残りのアンテナ素子と異なる層に形成される場合、ＥＢＧは、どの層に形成されても良い。例えば、複数のアンテナ素子のうちの一部のアンテナ素子が表層に形成される場合、ＥＢＧは表層に形成され、上面視において、アイソレートする２つのアンテナ素子の間に形成される。
【０１１４】
なお、上述した各実施の形態では、ダイポールアンテナを電界型アンテナの一例とし、スロットアンテナを磁界型アンテナの一例として説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、電界型アンテナとしてマイクロストリップアンテナ、磁界型アンテナとしてループアンテナを用いても良い。
【０１１５】
また、上述した各実施の形態では、４つの送信アンテナ素子と４つの受信アンテナ素子とが配置されるモジュールの例について説明したが、送信アンテナ素子の数、および、受信アンテナ素子の数は、これに限定されない。
【０１１６】
また、上述した各実施の形態において示したアンテナ素子のサイズ、アンテナ素子の間隔などの数値は、あくまで一例であり、本開示はこれに限定されない。
【０１１７】
また、上述した各実施の形態では、モジュールがレーダ装置に用いられる例について説明したが、本開示におけるモジュールの用途は、レーダ装置に限定されない。例えば、本開示におけるモジュールは、無線通信装置に用いられても良い。
【０１１８】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０１１９】
＜本開示のまとめ＞
本開示のモジュールは、誘電体基板と、前記誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、を備える。
【０１２０】
また、本開示のモジュールにおいて、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子は、送信アンテナであり、前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子は、受信アンテナである。
【０１２１】
また、本開示のモジュールにおいて、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子の長手方向と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子の長手方向とは、直交する。
【０１２２】
また、本開示のモジュールにおいて、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子は、ダイポールアンテナであり、前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子は、スロットアンテナである。
【０１２３】
また、本開示のモジュールは、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子との少なくとも１つの間に形成される電磁バンドギャップを更に備える。
【０１２４】
また、本開示のモジュールにおいて、前記誘電体基板は、少なくとも第１層と第２層とを含む多層基板であり、前記１つ以上の電界型のアンテナは第１層上の導体層に形成され、前記１つ以上の磁界型のアンテナは第２層上の導体層に形成される。
【０１２５】
また、本開示のモジュールにおいて、前記第１層と前記第２層のいずれか一方は、表層であり、上面視において、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子との間の前記第１層上の導体層に電磁バンドギャップが形成される。
【０１２６】
また、本開示のモジュールは、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップを更に備える。
【０１２７】
また、本開示の無線通信装置は、誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップと、を含む。
【０１２８】
また、本開示のレーダ装置は、誘電体基板に含まれる１つ以上の導体層に形成され、放射する電波の電界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の電界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の導体層に形成され、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子によって放射される電波の磁界方向に対して長尺な形状を有する１つ以上の磁界型のアンテナ素子と、前記１つ以上の電界型のアンテナ素子と前記１つ以上の磁界型のアンテナ素子とのそれぞれに接続し、高周波信号の処理を行う半導体チップとを含む。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本開示は、ＭＩＭＯ方式のレーダシステムや通信システムにおける送受信モジュール用途として有用である。
【符号の説明】
【０１３０】
１、５０  モジュール
２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２  アンテナ基板
２ａ、１２ａ、２２ａ、２０１  誘電体基板
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ  導体層
３  高周波回路
４ａ〜４ｄ、３４ａ〜３４ｄ、４４ａ〜４４ｄ  送信アンテナ素子
５ａ〜５ｄ  受信アンテナ素子
９ａ、９ｂ、６９、７９、８９ａ〜８９ｄ、９９ａ〜９９ｄ、１０１、２０４  ＥＢＧ
１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２５ａ  アンテナ素子
１６、２６、５６  第１の給電線路
１７、２７、５７  第２の給電線路
１８、２８、５８、２０５  接地導体
５１ａ〜５１ｄ  送信アンテナ
５９、７０、８０、２０６  スルーホール
６１ａ〜６１ｃ  受信アンテナ
１００  パッチアンテナ
１０２  同軸ケーブル
２００  平面アンテナ
２０２  第１のアンテナ素子
２０３  第２のアンテナ素子
６０１ａ〜６０１ｃ、６０２ａ〜６０２ｃ、６０３ａ〜６０３ｃ、６０４ａ〜６０４ｃ  仮想アンテナ
【図１】
2018129623.tif 000003
【図２】
2018129623.tif 000004
【図３Ａ】
2018129623.tif 000005
【図３Ｂ】
2018129623.tif 000006
【図４Ａ】
2018129623.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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