(57)【要約】      （修正有）【課題】基板に実装された集積回路上の信号パッドに取り付けられたミリ波アンテナのチューニング、放射方向またはパターン、および帯域幅を修正する。【解決手段】アンテナ近傍の所望のチューナー位置に導電性または誘電性の物体を設置して中央信号周波数をチューニングすること、アンテナ近傍の所望の反射子位置に導電性の反射子を設置して放射方向またはパターンをチューニングすること、および放射／検出素子として導電性のパッチまたは物体を選択して帯域幅を修正することからなる群から選ばれるアンテナの製造方法。また、ミリ波（ＭＭＷ）アンテナ。【選択図】図１
2011130426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装された集積回路上の信号パッドに取り付けられたミリ波（ＭＭＷ）アンテナを形成する工程、および
アンテナの一つ以上のパラメータを所定の望ましい閾値，レベルまたは範囲に合うように調整する工程を含み、前記調整は、
前記アンテナ近傍の所望のチューナー位置に導電性または誘電性の物体を設置して中央信号周波数をチューニングすること、
前記アンテナ近傍の所望の反射子位置に導電性の反射子を設置して放射方向またはパターンをチューニングすること、および
放射／検出素子として導電性のパッチまたは物体を選択して帯域幅を修正すること
からなる群から選ばれるアンテナの製造方法。
【請求項２】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として二本のワイヤを単一給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項３】
単一給電部に接続された前記二本のワイヤは、二本のアームを有するモノポールアンテナを構成する
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として四本のワイヤを差動給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項５】
差動給電部に接続された前記四本のワイヤは、正および負のポートに二本のアームを有するＪ−ポールアンテナを構成する
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として二本のワイヤを差動給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記アンテナを形成する工程は、前記基板上の接合パッドに各ワイヤを取り付けることを含む
請求項２ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として一つの三角形ボックスを単一給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として二つの三角形パッチを単一給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として四つの三角形パッチを差動給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として二つの三角形ボックスを差動給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記アンテナを形成する工程は、放射／検出素子として６面ポリゴンを単一給電部に接続することを含む
請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記導電性または誘電性の物体を設置する工程は、誘電性筒を基板に所望のチューナー位置に取り付けることを含む
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記導電性または誘電性の物体を設置する工程は、金属筒を基板に所望のチューナー位置に取り付けることを含む
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記導電性または誘電性の物体を設置する工程は、誘電性の三角形ボックスを基板に所望のチューナー位置に取り付けることを含む
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記導電性または誘電性の物体を複数の位置において前記中央信号周波数を計測することにより前記所望のチューナー位置を決定することを更に含む
請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記所望の反射子位置は前記基板の下方、前記信号パッドから離れた前記集積回路の一面に隣接している
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記所望の反射子位置は前記基板の下方、前記信号パッドに隣接する前記集積回路の一面に隣接している
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アンテナを誘電性または樹脂材料に封入する工程を更に含む
請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板と前記集積回路との間にグランド面を設ける工程を更に含む
請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
基板に実装された集積回路上の信号パッドに取り付けられた給電部と、
調整手段と
を備え、前記調整手段は、
中央信号周波数をチューニングするよう構成された、アンテナ近傍の導電性または誘電性物体、
放射方向またはパターンをチューニングするよう構成された、アンテナ近傍の導電性の反射子、
帯域幅を修正するよう構成され、前記給電に取り付けられた導電性のパッチまたは物体、および
それらの任意の組み合わせ
からなる群から選ばれたミリ波（ＭＭＷ）アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はミリ波（ＭＭＷ）アンテナおよびアンテナの製造方法に係り、詳細には指向性ボンドワイヤアンテナ，パッチアンテナまたはボックス／ポリゴンアンテナの中央信号周波数，放射方向／パターンおよび／または帯域幅のチューニングに関するが、これのみに関するものではない。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
多くの通信システムにおいてアンテナは設計上極めて重要な一部をなしている。ＭＭＷ通信システムでは、波長の短さにより、アンテナが非常に小さくなる可能性がある。そのような小さい寸法のアンテナでは、高い放射効率および高い結合効率が重要な考慮事項になると考えられる。
【０００３】
ＭＭＷアンテナはしばしばプリント回路基板（ＰＣＢ）または他の固体基板上に作られる。従来技術のＰＣＢ基板は、ＭＭＷには損失係数が高く、そのためこの種の基板上に形成されたアンテナの放射効率は最適とはいえないものになるおそれがある。
【０００４】
一つの改善策として、ガラス（アルミナ）上の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）工程のような低損失材料上の特殊な工程を用いることが可能である。しかしながら、これは複雑な工程および高いコストを伴う。
【０００５】
ＩＣダイからアンテナが設けられている基板への結合器もまた、損失の原因となりうる。アンテナは、結合損失を回避すると共に寸法を小さくするため、ＩＣダイに設置することが可能であるが（オンチップアンテナ）、オンチップアンテナの放射効率はＩＣダイの高い損失正接のため非常に低いものになってしまう。
【０００６】
他の方法は、ＩＣダイの信号ポート上にボンドワイヤを用い、このボンドワイヤがアンテナとして動作するようワイヤの長さおよび形状を設計することである。ボンドワイヤは大気中に設けられているので、ＩＣダイおよびＰＣＢ基板の損失はアンテナにはほとんど影響しない。そのようなアンテナはボンドワイヤアンテナ（ＢＷＡ）と呼ばれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
一般的に言うと本発明はＭＭＷアンテナを、
前記アンテナ近傍の所望のチューナー位置に導電性または誘電性の物体を設置して中央信号周波数をチューニングすること、
前記アンテナ近傍の所望の反射子位置に導電性の反射子を設置して放射方向あるいはパターンをチューニングし、および／または帯域幅を増大すること、並びに／または
放射／検出素子として導電性のパッチあるいは物体を選択して帯域幅を修正すること
によりチューニングすることを提案するものである。
【発明の効果】
【０００８】
このことは以下のような利点を有する：
−アンテナ構成が簡素になる，
−アンテナのコストが低くなる，
−システム実施が容易になる，
−周波数および放射パターンのチューニングの機構が、現実のシステムおよび用途において、より実用的かつ柔軟なものとなる，
−差動給電および単一端給電の両方が利用可能となる，
−帯域幅は、６０ＧＨｚの中央信号周波数の場合には、１５ＧＨｚより大（＞１５ＧＨｚ）となる，
−帯域幅は、反射子を追加することにより更に３０ＧＨまで拡張される，
−反射子を有するパッチアンテナの帯域幅は、６０ＧＨｚの中央信号周波数の場合には、４０ＧＨｚとなる，
−アンテナの中央信号周波数は周波数チューナーによりチューニング可能となる，
および／または
−放射方向／パターンは反射子によりチューニング可能となる。
【０００９】
本発明の第１の特定された表現では、請求項１に記載のアンテナの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第２の特定された表現では、請求項２１に記載のＭＭＷアンテナが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図面の簡単な説明
本発明の一またはそれ以上の実施の形態について以下の図面を参照して説明する：
【図１】図１（Ａ）は、第１の実施の形態に係る単一給電ＢＷＡの概略図であり；  図１（Ｂ）は、第２の実施の形態に係る差動給電ＢＷＡの概略図であり；
【図２】図２は、第３および第４の実施の形態に係る筒状の周波数チューナーを有する差動給電ＢＷＡの概略図であり、
【図３】図３（Ａ）は、図２の第３の実施の形態におけるリターン損失（Ｓ１１）のグラフであり、  図３（Ｂ）は、図２の第４の実施の形態におけるリターン損失（Ｓ１１）のグラフであり、
【図４】図４は、第５の実施の形態に係る三角形の誘電性チューナーを有する単一端給電ＢＷＡの概略図であり、
【図５】図５は、図４の第５の実施の形態におけるリターン損失（Ｓ１１）のグラフであり、
【図６】図６（Ａ）は、図１（Ａ）の第１の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図６（Ｂ）は、図１（Ａ）の第１の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、  図６（Ｃ）は、図１（Ｂ）の第２の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図６（Ｄ）は、図１（Ｂ）の第２の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図７】図７は、第１の位置に反射子が貼付された第６の実施の形態に係る単一端給電ＢＷＡの概略図であり、
【図８】図８（Ａ）は、図７の第６の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図８（Ｂ）は、図７の第６の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図９】図９は、第２の位置に反射子が貼付された第７の実施の形態に係る単一端給電ＢＷＡの概略図であり、
【図１０】図１０（Ａ）は、図９の第７の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図１０（Ｂ）は、図９の第７の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１１】図１１（Ａ）は、第８の実施の形態に係る単一端給電の三角形パッチアンテナ（金属ボックス）の概略図であり、  図１１（Ｂ）は、図１１（Ｂ）の第８の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１２】図１２（Ａ）は、第９の実施の形態に係る単一端給電の三角形パッチアンテナ（２層セラミックＰＣＢボックス）の概略図であり、  図１２（Ｂ）は、図１２（Ｂ）の第９の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１３】図１３（Ａ）は、第１０の実施の形態に係る差動給電の三角形パッチアンテナ（２層セラミックＰＣＢボックス）の概略図であり、  図１３（Ｂ）は、図１３（Ｂ）の第１０の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１４】図１４（Ａ）は、第１１の実施の形態に係る差動給電の三角形パッチアンテナ（金属ボックス）の概略図であり、  図１４（Ｂ）は、図１４（Ｂ）の第１１の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１５】図１５（Ａ）は、第１２の実施の形態に係る反射子を有する単一端給電の三角形パッチアンテナ（金属ボックス）の概略図であり、  図１５（Ｂ）は、図１５（Ｂ）の第１２の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、  図１５（Ｃ）は、図１５（Ｂ）の第１２の実施の形態における放射パターンのグラフであり、
【図１６】図１６（Ａ）は、第１３の実施の形態に係る６面金属ポリゴンアンテナの概略図であり、  図１６（Ｂ）は、図１６（Ｂ）の第１３の実施の形態に係るリターン損失のグラフであり、  図１６（Ｃ）は、図１６（Ｂ）の第１３の実施の形態に係る放射パターンのグラフであり、
【図１７】図１７は第７の実施の形態の試作品の写真であり、
【図１８】図１８は図１７に示した試作品の測定された性能のグラフであり、
【図１９】図１９は第８の実施の形態の試作品の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳細な説明
以下の説明では、ＭＭＷのチューニングまたは調整に関して、多数の実施の形態が説明される。これらの調整は通常は製造時になされるが、現存のアンテナの性能を改善するために設置，保守または改造の際に行われてもよい。いったんそれらの調整がなされていれば、アンテナは調整された状態のままにされてもよいし、または構成要素が更に移動してしまうのを防ぐために誘電体あるいは樹脂中に封入された状態とされてもよい（この場合、構成要素は、その誘電体中での波長に応じたサイズとされ、チューニング工程では補償がなされる）。これらの調整は、次のように分類される：
ａ．中央信号周波数のチューニング、
ｂ．放射方向／パターンのチューニング、および
ｃ．帯域幅の修正。
【００１３】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、第１および第２の実施の形態に係るＭＭＷアンテナを表したものである。第１および第２の実施の形態では、アンテナは大気に囲まれたＢＷＡである。図１（Ａ）において、第１の実施の形態に係るアンテナ１００は単一端給電ＢＷＡである。二本のボンドワイヤ１０２，１０４が、ＰＣＢ基板１１０上の二つの小さな接合パッド（０．１ｍｍ×０．１ｍｍ）１０６，１０８に取り付けられている。集積回路１１２がグランド面１１４に実装され、このグランド面１１４は更に基板１１０に実装されている。グランド面１１４は集積回路１１２の端までしか延長されていない。しかしながら、グランド面の寸法はもっと大きくてもよく、例えば：２波長分の幅よりも広く、１波長分の長さよりも大きくてもよい。グランド面は、集積回路１１２上のグランドパッドに取り付けられたボンドワイヤを介して接地されている。ボンドワイヤ１０２，１０４の他端は一本にまとめられ、集積回路１１２上の信号パッド１１６に接続されている。これらのボンドワイヤは直角に配置され（ただし６０ないし１２０°のいずれの角度も可能）、中央信号周波数のおよそ４分の１（１／４）の波長である。単一端給電ＢＷＡ１００は二本のアームを持つモノポールアンテナとして動作する。それらのワイヤは一般に一本の直線の方向に揃えられている。
【００１４】
図１（Ｂ）において、第２の実施の形態に係るアンテナ１２０は差動給電ＢＷＡである。長い方の二本のボンドワイヤ１２２，１２４が、ＰＣＢ基板１３０上に設けられた二つの小さな遠い方の接合パッド１２６，１２８に取り付けられており、二つの短い方のボンドワイヤ１３２，１３４が、二つの小さな近い方の接合パッド１３６，１３８に取り付けられている。二本の長い方のボンドワイヤ１２２，１２４は約４分の３（約３／４）の波長であり、二本の短い方のボンドワイヤ１３２，１３４は約４分の１（約１／４）の波長である。ここでも集積回路１４２がグランド面１４４に実装され、このグランド面１４４は更に基板１３０に実装されている。グランド面グランド面１４４は、集積回路１４２の端までしか延長されていない。長い方のボンドワイヤ１２２，１２４の他端は一本にまとめられ、集積回路１４２上の第１の信号パッド１４６に接続されている。短い方のボンドワイヤ１３２，１３４の他端は一本にまとめられ、集積回路１４２上の第２の信号パッド１４８に接続されている。差動給電ＢＷＡ１２０は正および負のポートのそれぞれに二本ずつのアームを有するＪ−ポールアンテナとして動作する。
【００１５】
二本のワイヤを有する構造により、ＢＷＡ１００，１２０の帯域幅は拡張可能となっている。例えば、第２の実施の形態に係る差動給電ＢＷＡ１２０は、６０ＧＨｚの中央信号周波数で１５ＧＨｚの帯域幅をもちうる（相対帯域幅＞２５％）。
【００１６】
第１および第２の実施の形態のＢＷＡ１００，１２０については、次のような問題がありうる。すなわち、ワイヤボンド形状にすることで、複数のパラメータを有するアンテナを小さい公差で安定して製造することが、特にボンディングワイヤが手作業で接合される場合には、困難となるおそれがある。いくつかの用途では、中央信号周波数および／または放射ビームパターンが所定の公差内となるようにすることが有用となる可能性がある。
【００１７】
中央信号周波数のチューニング
【００１８】
用途によっては、中央信号周波数を修正することが望ましい。そこで、図２に、第３および第４の実施の形態に係る周波数チューナー２１８を有する差動給電ＢＷＡ２００を示す。第３の実施の形態では、中央信号周波数は、二本のワイヤ２０２，２０４の間の誘電体筒２１８（ｂ）を遠くから給電点２１６に近づけることによりチューニング可能である。この場合、アンテナの共振周波数または中央信号周波数はより低くなる。この筒は例えば直径０．３ｍｍ、高さ０．３ｍｍであり、誘電率は１０、損失正接は０．００１である。
【００１９】
あるいは、第４の実施の形態に係る金属筒２１８（ａ）を給電点へ接近させることによってアンテナの共振周波数をより高くすることが可能である。この筒は例えば中空の銅の筒であり、寸法は誘電体筒と同じである。
【００２０】
図３は、第３および第４の実施の形態に係る筒状チューナーを有するＢＷＡのリターン損失を表したものである。図３（Ａ）では、中央信号周波数３００は、誘電体筒２１８（ｂ）と給電点２１６との間の距離が小さくなるにつれて、低くなる。図３（Ｂ）では、ＢＷＡの中央信号周波数３０２は、金属筒２１８（ａ）と給電点２１６との間の距離が小さくなるにつれて、増大する。
【００２１】
第３または第４の実施の形態に係るアンテナ２００をチューニングするためには、筒２１８を様々な位置に配置して、中央信号周波数が所望の範囲内になるまで中央信号周波数をテストする。その後、筒２１８は、基板２３０への貼り付けにより然るべき位置に固定される。
【００２２】
図４は、第５の実施の形態に係る周波数チューナー４１８を備えた単一端給電ＢＷＡ４００を表したものである。中央信号周波数は、三角形の誘電体チューナー４１８を用いることにより更に大きく変更される。
【００２３】
図５は、第５の実施の形態に係る三角形チューナー４１８を有するＢＷＡ４００のリターン損失を表したものである。中央信号周波数５００は、三角形の誘電体チューナー４１８が給電点４１６に接近する場合に低くなる。
【００２４】
ここでも、第５の実施の形態に係るアンテナ４００をチューニングするためには、三角形の誘電体チューナー４１８を様々な位置に配置して、中央信号周波数が所望の範囲内になるまで中央信号周波数をテストする。その後、筒４１８は、基板４３０への貼り付けにより然るべき位置に固定される。
【００２５】
また、ワイヤが樹脂に封入されている場合には、中央周波数は、封入後にチューニングすることも可能である。これを行う一つの方法は、樹脂に穴をあけることである。ここでは、穴の大きさをチューニングの際に利用する。例えば：穴の深さが深く、または穴の径が広いほど、中央信号周波数は高くなる。
【００２６】
放射方向／パターンのチューニング
【００２７】
図６（Ａ）ないし図６（Ｄ）は、第１および第２の実施の形態の放射パターンおよびリターン損失を表したものである。最大利得方向６００，６０２および６０４，６０６は、ＰＣＢ基板面（ｘ，ｙ平面、ｚ＝０）内の二本の対角線の方向（近似的におよそｘ＝ｙおよびｘ＝−ｙまたはｘ軸から４５度および１３５度）である。
【００２８】
用途によっては放射方向またはパターンを修正することが望ましい。図７に示した第６の実施の形態７００では、反射子７１８がＰＣＢ基板７１０の裏面の第１の位置７２０に設置される。反射子はフローティング状態であり、銅により構成することが可能である。反射子７１８は、例えば、２波長分の幅よりも広く、１波長分の長さよりも長い。第１の位置７１０は、信号パッドから離れた集積回路の裏面とほぼ一直線をなしている。基板の厚みは例えば０．６２５ｍｍである。反射子がアンテナの近傍の領域内に設計されている場合、それを用いて放射パターンおよび帯域幅に影響を及ぼすことが可能である。
【００２９】
図８（Ａ）は、この第１の位置７２０に反射子７１８を導入することによる放射パターン８００の変化を表したものである。最大放射方向は依然として二本の対角線の方向（近似的におよそｘ＝ｙおよびｘ＝−ｙまたはｘ軸から４５度および１３５度）であるが、放射は更により均一であり、正のｙ方向においてより全方向性になっている。
【００３０】
図９は、第７の実施の形態９００に係る放射方向を変化させる他の反射子９１８を表したものである。反射子９１８は、基板９１０下方の接合パッド９０６，９０８周囲近辺の第２の位置９２０に配置されている。第２の位置９２０は信号パッド直近の集積回路の前面に隣接している。
【００３１】
図１０（Ａ）は、反射子９１８が第２の位置９２０にある場合には、最大放射方向は鉛直方向（ｚ軸）１０００および前方向（ｙ軸）１００２に修正されることを表している。また、図１０（Ｂ）に示したように、反射子９１８はＢＷＡ９００の下面の下方にあるので、ＢＷＡ信号帯域幅１００４は、６０ＧＨｚの中央信号帯域幅で、３０ＧＨｚと大幅に拡大可能である（相対帯域幅＞５０％）。
【００３２】
帯域幅の修正
【００３３】
用途に応じて帯域幅を修正することが望ましい。例えば放射素子としての金属パッチは、帯域幅を増大させるために用いることが可能である。
【００３４】
図１１（Ａ）は第８の実施の形態に係るアンテナ１１００を表したものである。アンテナ１１００は、単一端給電部１１１６、放射／検出素子としての三角形のパッチ／金属ボックス１１１８を有している。図１１（Ｂ）は、得られた帯域幅１１３０が２０ＧＨｚであることを表している。
【００３５】
ボックス１１１８は銅よりなる中空の金属ボックスである。ボックス１１１８は、幅１．１ｍｍ、長さ０．６ｍｍ、高さ０．３ｍｍである。平面図では、それは、６０度より小さい、例えば３０度の、二つの等しい角をもつ、二等辺三角形でもよい。給電部１１１６は二本の等しい短辺の隣接する頂点に取り付けられており、長い不等辺の面は給電部１１１６から離れている。頂点は、集積回路からおよそ５０ミクロンの間隔を有している。ボックス１１１８は基板に取り付けられ、集積回路は基板上のグランド面に取り付けられている。
【００３６】
図１２（Ａ）は第９の実施の形態に係るアンテナ１２００を表したものである。アンテナ１２００は、単一端給電部１２１６、放射／検出素子としての三角形のパッチ１２１８，１２１９を有している。パッチ１２１８，１２１９は２層セラミックボックス１２２０により分離されている。図１２（Ｂ）は、得られた帯域幅１２３０が２０ＧＨｚであることを表している。
【００３７】
パッチ１２１８，１２１９は、幅０．７ｍｍ、長さ０．３８ｍｍである。平面図では、それらは、６０度より小さい、例えば３０度の、二つの等しい角をもつ、二等辺三角形でもよい。給電部１２１６は上部パッチ１２１８の二本の等しい短辺の隣接する頂点に取り付けられており、長い不等辺の面は給電部１２１６から離れている。頂点は、集積回路からおよそ５０ミクロンの間隔を有している。下部パッチ１２１９は基板に取り付けられており、集積回路は基板のグランド面に取り付けられている。セラミックボックス１２２０は、長さ１ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ０．２５４ｍｍである。セラミックボックスは石英により構成され、誘電率は９．１、損失係数は０である。
【００３８】
図１３（Ａ）は第１０の実施の形態に係るアンテナ１３００を表したものである。アンテナ１３００は、差動給電部１３１６、放射／検出素子としての三角形のパッチ１３１８，１３１９，１３２０，１３２１を有している。パッチ１３１８，１３１９，１３２０，１３２１は２層セラミックＰＣＢボックス１３２２により分離されている。図１３（Ｂ）は、得られた帯域幅１３３０が１０ＧＨｚであることを表している。
【００３９】
パッチ１３１８，１３１９，１３２０，１３２１は、幅１．４７５ｍｍ、長さ０．９５ｍｍである。それらは、互いに、および集積回路から、５０ミクロンの間隔を有している。平面図では、それらは６０度より小さい、例えば３０度の、二つの等しい角をもつ、二等辺三角形でもよい。給電部１３１６は二つの上部パッチ１３１８，１３２０の隣接する角に取り付けられており、すべてのパッチ１３１８，１３１９，１３２０，１３２１の頂点は集積回路から離れている。セラミックボックス１３２２は第９の実施の形態と同様とすることが可能である。
【００４０】
図１４（Ａ）は第１１の実施の形態に係るアンテナ１４００を表したものである。アンテナ１４００は、差動給電部１４１６、放射／検出素子としての二つの三角形のパッチアンテナ（金属ボックス）１４１８，１４１９を有している。ボックス１４１８，１４１９の形状寸法および配向は、第１０の実施の形態におけるパッチ１３１８，１３１９，１３２０，１３２１と同様とすることが可能である。ただし、図１４（Ｂ）のピークは、得られた帯域幅１４３０は１５ＧＨｚであり、より高い周波数に更に２０ＧＨｚの帯域があることを表している。
【００４１】
図１５（Ａ）は第１２の実施の形態に係るアンテナ１５００を表したものである。アンテナ１５００は、単一端給電部１５１６、放射／検出素子としての三角形のパッチ（金属ボックス）１５１８と共に、第２の位置１５２２に反射子１５２０を有している。図１５（Ｂ）は、得られた帯域幅１５３０が４０ＧＨｚであることを表している。ボックスは第８の実施の形態と同様であり、反射子は第７の実施の形態と同様である。
【００４２】
図１６は第１３の実施の形態に係るアンテナ１６００を表したものである。アンテナ１６００は、単一端給電部１６１６、放射／検出素子としての６面金属ポリゴン１６１８を有している。図１６（Ｂ）は、得られた帯域幅１６３０が４０ＧＨｚであることを表している。６面金属ポリゴン１６１８は、対称面の対の各々が共振周波数の一つの原因となるよう設計される。そのため、各対の面の長さは、三つの共振周波数が接近して整列されるが、それらは互いに異なっており帯域幅がオーバーラップするように調整される。このようにして拡張された帯域幅と同時に所望の中央周波数が得られる。
【００４３】
図１７は第７の実施の形態の試作品１７００を表し、図１８は試作品１７００の特性１８００を表している。
【００４４】
図１９は第８の実施の形態の試作品１９００を表している。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、当業者には明らかであるように本発明の範囲内で様々な変形が可能である。
【図１】
2011130426.tif 000003
【図２】
2011130426.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年12月17日(2010.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図面の簡単な説明
本発明の一またはそれ以上の実施の形態について以下の図面を参照して説明する：
【図１】図１（Ａ）は、第１の実施の形態に係る単一給電ＢＷＡの概略図であり；  図１（Ｂ）は、第２の実施の形態に係る差動給電ＢＷＡの概略図であり；
【図２】図２は、第３および第４の実施の形態に係る筒状の周波数チューナーを有する差動給電ＢＷＡの概略図であり、
【図３】図３（Ａ）は、図２の第３の実施の形態におけるリターン損失（Ｓ１１）のグラフであり、  図３（Ｂ）は、図２の第４の実施の形態におけるリターン損失（Ｓ１１）のグラフであり、
【図４】図４は、第５の実施の形態に係る三角形の誘電性チューナーを有する単一端給電ＢＷＡの概略図であり、
【図５】図５は、図４の第５の実施の形態におけるリターン損失（Ｓ１１）のグラフであり、
【図６】図６（Ａ）は、図１（Ａ）の第１の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図６（Ｂ）は、図１（Ａ）の第１の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、  図６（Ｃ）は、図１（Ｂ）の第２の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図６（Ｄ）は、図１（Ｂ）の第２の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図７】図７は、第１の位置に反射子が貼付された第６の実施の形態に係る単一端給電ＢＷＡの概略図であり、
【図８】図８（Ａ）は、図７の第６の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図８（Ｂ）は、図７の第６の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図９】図９は、第２の位置に反射子が貼付された第７の実施の形態に係る単一端給電ＢＷＡの概略図であり、
【図１０】図１０（Ａ）は、図９の第７の実施の形態における放射パターンのグラフであり、  図１０（Ｂ）は、図９の第７の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１１】図１１（Ａ）は、第８の実施の形態に係る単一端給電の三角形パッチアンテナ（金属ボックス）の概略図であり、  図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の第８の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１２】図１２（Ａ）は、第９の実施の形態に係る単一端給電の三角形パッチアンテナ（２層セラミックＰＣＢボックス）の概略図であり、  図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の第９の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１３】図１３（Ａ）は、第１０の実施の形態に係る差動給電の三角形パッチアンテナ（２層セラミックＰＣＢボックス）の概略図であり、  図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の第１０の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１４】図１４（Ａ）は、第１１の実施の形態に係る差動給電の三角形パッチアンテナ（金属ボックス）の概略図であり、  図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の第１１の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、
【図１５】図１５（Ａ）は、第１２の実施の形態に係る反射子を有する単一端給電の三角形パッチアンテナ（金属ボックス）の概略図であり、  図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の第１２の実施の形態におけるリターン損失のグラフであり、  図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）の第１２の実施の形態における放射パターンのグラフであり、
【図１６】図１６（Ａ）は、第１３の実施の形態に係る６面金属ポリゴンアンテナの概略図であり、  図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の第１３の実施の形態に係るリターン損失のグラフであり、  図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）の第１３の実施の形態に係る放射パターンのグラフであり、
【図１７】図１７は第７の実施の形態の試作品の写真であり、
【図１８】図１８は図１７に示した試作品の測定された性能のグラフであり、
【図１９】図１９は第８の実施の形態の試作品の写真である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【外国語明細書】
An antenna and a method of manufacturing
FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a millimeter wave (MMW) antenna and a method of manufacturing an antenna, particularly though not solely to tuning the central signal frequency, radiation direction/pattern and / or the bandwidth of a directional bond wire antenna, patch antenna or box/polygon antenna.
BACKGROUND
In most communications system the antenna is a very important part of the design.  In MMW communications systems, the antenna may be very small due to the short wavelength.  For such a small size antenna, high radiation efficiency and high coupling efficiency may be important considerations.
A MMW antenna is often made on a printed circuit board (PCB) or other solid substrate.  Prior art PCB substrates may have a high loss factor for MMW and hence the radiation efficiency of an antenna built on this kind of substrate may be less than optimal. 
One possible improvement is to use special processing on low loss material such as MicroElectroMechanical Systems (MEMS) processing on glass (alumina).  However this may involve complex processing and high cost. 
The coupler from the IC die to the substrate where the antenna is, may also cause loss.  Although the antenna may be located on the IC die (on-chip antenna) to avoid some coupling loss and reduce the size, the radiation efficiency of an on-chip antenna may very low due to the high loss tangent of the IC die. 
Another approach is using a bond wire on the signal port on the IC die and design the wire's length and shape so that the bond-wire works as an antenna.  Because the bond wire is over air, the loss of the IC die and PCB substrate has little effect to the antenna.  Such an antenna is called bond-wire antenna (BWA). 
SUMMARY OF THE INVENTION
In general terms the invention proposes to tune a MMW antenna by
locating a conducting or dielectric object at a desired tuner location in proximity to the antenna to tune the central signal frequency,
locating a conducting reflector at a desired reflector location in proximity to the antenna to tune the radiation direction or pattern and / or to increase the bandwidth, and / or
selecting a conducting patch or object as a radiator/detector element to modify the bandwidth.
This may have the advantage(s) that:
-the antenna structure may be simple,
- the cost of the antenna may be low,
-the system implementation may be easy,
-frequency and radiation pattern tuning mechanism may be more practical and flexible for the real system and application,
-both differential feeding and single ended feeding may be used,
-bandwidth may be >15GHz in case of 60GHz central signal frequency,
-bandwidth may be further widened to 30GHz by adding a reflector,
-bandwidth for the patch antenna with reflector may be 40GHz in case of 60GHz central signal frequency,
-central signal frequency of the antenna may be tunable by a frequency tuner, and/or      
-radiation direction / pattern may be tunable by a reflector. 
In a first particular expression of the invention there is provided a method of manufacturing an antenna as claimed in Claim 1. 
In a second particular expression of the invention there is provided a MMW antenna as claimed in Claim 21.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
One or more example embodiments of the invention will now be described, with reference to the following figures, in which:
Fig.1(a), is a schematic diagram of a single fed BWA according to a first example embodiment;
Fig.1(b), is a schematic diagram of a differential fed BWA according to a second example embodiment;
Fig.2, is a schematic diagram of a differential fed BWA with cylindrical frequency turner according to a third and a forth example embodiment,
Fig.3(a), is a graph of return loss (S11) for the third example embodiment of Fig. 2,
Fig.3(b), is a graph of return loss (S11) for the forth example embodiment of Fig. 2,
Fig.4, is a schematic diagram of a single-end fed BWA with triangular dielectric tuner according to a fifth example embodiment,
Fig.5, is a graph of return loss (S11) for the fifth example embodiment in Fig. 4,
Fig.6(a), is a graph of the radiation pattern for the first example embodiment of Fig. 1(a),
Fig.6(b), is a graph of the return loss for the first example embodiment of Fig. 1(a),
Fig.6(c), is a graph of the radiation pattern for the second example embodiment of Fig. 1(b),
Fig.6(d), is a graph of the return loss for the second example embodiment of Fig. 1(b),
Fig.7, is a schematic diagram of a single-end fed BWA according to a sixth example embodiment with a reflector pasted in a first location,
Fig.8(a), is a graph of the radiation pattern for the sixth example embodiment of Fig. 7,
Fig.8(b), is a graph of the return loss for the sixth example embodiment of Fig. 7,
Fig.9, is a schematic diagram of a single-end fed BWA according to a seventh example embodiment with a reflector pasted in a second location,
Fig.10(a), is a graph of the radiation pattern for the seventh example embodiment of Fig. 9,
Fig.10(b), is a graph of the return loss for the seventh example embodiment of Fig. 9,
Fig.11(a), is a schematic diagram of a single-end fed triangle patch antenna (metal box) according to an eight example embodiment,
Fig.11(b), is a graph of the return loss for the eighth example embodiment of Fig. 11(b),
Fig.12(a), is a schematic diagram of a single-end fed triangular patch antenna (2-layer ceramic PCB box) according to a ninth example embodiment,
Fig.12(b), is a graph of the return loss for the ninth example embodiment of Fig. 12(b),
Fig.13(a), is a schematic diagram of a differential fed triangular patch antenna (2-layer ceramic PCB box)  according to an tenth example embodiment,
Fig.13(b), is a graph of the return loss for the tenth example embodiment of Fig. 13(b),
Fig.14(a), is a schematic diagram of a differential fed triangular patch antenna (metal box) according to an eleventh example embodiment,
Fig.14(b), is a graph of the return loss for the eleventh example embodiment of Fig. 14(b),
Fig.15(a), is a schematic diagram of a single-end fed triangle patch antenna (metal box) with reflector according to an twelfth example embodiment,
Fig.15(b), is a graph of the return loss for the twelfth example embodiment of Fig. 15(b),
Fig.15(c), is a graph of the radiation pattern for the twelfth example embodiment of Fig. 15(b),
Fig.16(a), is a schematic diagram of 6-side metal polygon antenna according to an thirteenth example embodiment,
Fig.16(b), is a graph of the return loss for the thirteenth example embodiment of Fig. 16(b), 
Fig.16(c), is a graph of the radiation pattern for the thirteenth example embodiment of Fig. 16(b), 
Fig. 17 is a photo of a prototype of the seventh embodiment,
Fig. 18 is a graph of the measured performance of the prototype in Figure 17, and
Fig. 19 is a photo of a prototype of the eighth example embodiment.
DETAILED DESCRIPTION
In the following description a number of embodiments are described for tuning or adjusting a MMW antenna. These adjustments would normally occur during manufacturing but might also occur during installation, maintenance or retrofitting to improve performance of an existing antenna. Once the adjustments have been made the antenna may either be left as adjusted or encapsulated in dielectric or resin to prohibit further movement of the components (in this case the components would be sized according to the wavelength in that dielectric and a compensation made in the tuning process). The adjustments may be categorised into:
a.tuning of the central signal frequency,
b.tuning of the radiation direction / pattern, and
c.modifying the bandwidth.
Figures 1(a) and 1(b) show a MMW antenna according to the first and second example embodiments. In the first and second example embodiments the antenna is a BWA surrounded by air. In Figure 1(a) the antenna 100 according to the first example embodiment is a single-end feed BWA. There are two bond wires 102,104 attached to two small bond pads (0.1mmX0.1mm) 106, 108 on a PCB substrate 110. An integrated circuit 112 is mounted on a ground plane 114 which in turn is mounted on the substrate 110. The ground plane 114 only extends to the edges of the integrated circuit 112, although the size of the ground plane may be bigger eg: greater than two wavelengths wide and greater than one wavelength long.  The ground plane is grounded via bond wires attached to a ground pad on the integrated circuit 112. The other ends of the bond wires 102,104 are commoned together and connected to a signal pad 116 on the integrated circuit 112. The bond wires are arranged orthogonally (although anywhere from an angle of 60 to 120 degrees is possible), and are approximately a quarter wavelength at the central signal frequency. The single-end fed BWA 100 works as a monopole antenna with two arms. The wires are generally oriented in a straight line.
In Figure 1(b) the antenna 120 according to the second example embodiment is a differential fed BWA.   There are two longer bond wires 122,124 attached to two small distant bond pads 126,128 mounted on a PCB substrate 130, and two shorter bond wires 132,134 attached to two small closer bond pads 136,138. The two longer bond wires 122,124 are about three quarter wavelength and the two shorter bond wires 132,134 are about quarter wavelength. Again an integrated circuit 142 is mounted on a ground plane 144 which in turn is mounted on the substrate 130. The ground plane ground plane 144 only extends to the edges of the integrated circuit 142.  The other ends of the longer bond wires 122,124 are commoned together and connected to a first signal pad 146 on the integrated circuit 142. The other ends of the shorter bond wires 132,134 are commoned together and connected to a second signal pad 148 on the integrated circuit 142. The differential fed BWA 120 works as a J-pole antenna with two arms in positive and negative ports, respectively.
Because the two-wire design, the BWAs' 100, 120 bandwidth may be enlarged. For example, the differential fed BWA 120 according to the second example embodiment may have a bandwidth of 15GHz at a central signal frequency of 60GHz (relative bandwidth >25%).
A possible problem for the BWA 100, 120 of the first and second example embodiments may be that the wire bond geometry may make it difficult to consistently manufacture an antenna with parameters within a small tolerance, especially when bonding wires are manually bonded. In certain applications it may be useful for the central signal frequency and/or radiation beam pattern to be within a predetermined tolerance.
Tuning of the central signal frequency
Depending on the application it may be desirable to modify the central signal frequency. Accordingly, Fig. 2 shows a differential feeding BWA 200 with frequency tuner 218 according to the third and forth example embodiments. The central signal frequency can be tuned by approaching a dielectric cylinder 218(b) between the two wires 202,204 from far to the feeding point 216 according to the third example embodiment.  In this case, the resonant frequency or central signal frequency of the antenna becomes lower. The cylinder may have a diameter of 0.3mm and height of 0.3mm, with dielectric constant 10 and loss tangent 0.001.
Alternatively, a metal cylinder 218(a) according to the forth example embodiment approaches to the feeding point can make the antenna resonant frequency higher.  The cylinder may be a hollow copper cylinder, with the same size as the dielectric cylinder.
Fig. 3 shows the return loss of the BWA with cylinder tuner according to the third and forth example embodiments.  In Fig. 3(a) the central signal frequency 300 becomes lower with the distance between a dielectric cylinder 218(b) and feeding point 216 reducing.  In Fig. 3(b) the BWA central signal frequency 302 increases with the distance between a metal cylinder 218(a) and the feeding point 216 reducing.
In order to tune the antenna 200 according to the third or forth example embodiments, the cylinder 218 is located in various positions and the central signal frequency is tested until it is within the desired range. The cylinder 218 is then fixed in place by pasting it on the substrate 230. 
Fig. 4 shows a single-ended BWA 400 with frequency tuner 418 according to a fifth example embodiment.  The central signal frequency may be more significantly changed by using a triangular dielectric tuner 418. 
Fig. 5 shows the return loss of the BWA 400 with triangular tuner 418 according to the fifth example embodiment. The central signal frequency 500 becomes lower when the triangular dielectric tuner 418 approaches to the feeding point 416. 
Again in order to tune the antenna 400 according to the fifth example embodiment, the triangular dielectric tuner 418 is located in various positions and the central signal frequency is tested until it is within the desired range. The cylinder 418 is then fixed in place by pasting it on the substrate 430.
Alternatively if the wires are encapsulated in resin the central frequency may be tuned after encapsulation. One method of doing this would be to drill a hole in the resin, where the significance of the hole would be used in tuning, eg: the deeper or wider the hole, the higher the central signal frequency.
Tuning of the radiation direction / pattern
Fig. 6(a) to Fig. 6(d) show the radiation pattern and return loss of the first and second example embodiments.  The maximum gain directions 600,602 and 604,606 are two diagonal directions (approximately about x=y and x=-y or 45 and 135 degrees from the x axis) in the PCB substrate plane (x,y plane, z=0). 
Depending on the application it may be desirable to modify the radiation direction or pattern. According to the sixth example embodiment 700 shown in Figure 7, a reflector 718 is positioned at a first location 720 on the back side of a PCB substrate 710.  The reflector is floating and may be copper. The reflector 718 may be greater than two wavelengths wide and greater than one wavelength long. The first location 720 is about in line with the back side of the integrated circuit distant from the signal pad.  The substrate may for example be 0.625mm thick.  If the reflector is designed within the near field of the antenna, it may be used to effect the radiation pattern and the bandwidth.
Fig. 8(a) shows the radiation pattern 800 change by introducing the reflector 718 in this first location 720.  The maximum radiation directions are still two diagonal directions (approximately about x=y and x=-y or 45 and 135 degrees from the x axis) however the radiation is much more uniform becoming more omnidirectional in the positive y direction.
Fig. 9 shows another reflector 918 located at second location 920 approximately around the bond pads 906,908 underneath the substrate 910. to change the radiation direction according to the seventh example embodiment 900.  The second location 920 is adjacent a front side of the integrated circuit proximate from the signal pad.
Fig. 10(a) shows that the maximum radiation direction may be modified to the vertical direction (z-axis) 1000 and forward direction (y-axis) 1002 if the reflector 918 is at the second location 920.  Also as shown in Figure 10(b) the reflector 918 underneath under the BWA 900, the BWA signal bandwidth 1004 can be enlarged to as much as 30GHz at a 60GHz central signal frequency (relative bandwidth >50%). 
Modifying the bandwidth
Depending on the application it may be desirable to modify the bandwidth. For example metal patches as the radiation element may be used to increase the bandwidth. 
Fig. 11(a) shows an antenna 1100 according to the eighth example embodiment with a single-end fed 1116 triangle patch / metal box 1118 as the radiator/detector element. Fig. 11(b) shows the bandwidth 1130 achieved is 20GHz. 
The box 1118 is a hollow metal box made from copper.  The box 1118 is 1.1mm wide and 0.6mm long with a height of 0.3mm. In plan view it may be an isosceles triangle, with the two equal angles being less than 60 degrees, for example 30 degrees. The feed 1116 is attached to the adjacent apex of the two equal short sides and the long unequal side is distant from the feed 1116. The apex is spaced approximately 50 microns from the integrated circuit. The box 1118 is attached to the substrate and the integrated circuit is attached to a ground plane on the substrate.
Fig. 12(a) shows an antenna 1200 according to the ninth embodiment with a single-end fed 1216 triangular patches 1218,1219 as the radiator/detector element separated by a 2-layer ceramic box 1220.  Fig. 12(b) shows the bandwidth 1230 achieved is 20GHz.
The patches 1218,1219 are 0.7mm wide and 0.38mm long. In plan view they may be an isosceles triangle, with the two equal angles being less than 60 degrees, for example 30 degrees. The feed 1216 is attached to the adjacent apex of the two equal short sides of the top patch 1218 and the long unequal side is distant from the feed 1216. The apex is spaced approximately 50 microns from the integrated circuit. The bottom patch 1219 is attached to the substrate and the integrated circuit is attached to a ground plane on the substrate. The ceramic box 1220 is 1mm long, 3mm wide and 0.254mm high. The ceramic box may be made from quart with a dielectric constant of 9.1 and  a loss factor of 0.
Fig. 13(a) shows an antenna 1300 according to the tenth embodiment with a differential fed 1316 triangular patches 1318, 1319, 1320, 1321 as the radiator/detector element separated by a 2-layer ceramic PCB box 1322. Fig. 13(b) shows the bandwidth 1330 achieved is 10GHz.
The patches 1318, 1319, 1320, 1321 are 1.475mm wide and 0.95mm long. The are spaced 50 micron from each other and from the integrated circuit. In plan view they may be an isosceles triangle, with the two equal angles being less than 60 degrees, for example 30 degrees. The feed 1316 is attached to the adjacent corner of the two the top patches 1318,1320 and the apex of all of the patches 1318, 1319, 1320, 1321 is distant from the integrated circuit. The ceramic box 1322 may be the same as in the ninth embodiment.
Fig. 14(a) shows an antenna 1400 according to the eleventh embodiment with a differential fed 1416 double triangular patch antenna (metal box) 1418,1419 as the radiator/detector element. The geometry and orientation of the boxes 1418,1419 may similar to the  patches 1318, 1319, 1320, 1321 in the tenth embodiment except with a height of Fig. 14(b) shows the bandwidth 1430 achieved is 15GHz with another band of 20GHz at a higher frequency.
Fig. 15(a) shows an antenna 1500 according to the twelfth embodiment with a single-end fed 1516 triangle patch (metal box) 1518 as the radiator/detector element with a reflector 1520 in the second location 1522. Fig. 15(b) shows the bandwidth 1530 achieved is 40GHz. The box is similar to that in the eighth embodiment and the reflector is similar to that the seventh embodiment.
Fig. 16 shows an antenna 1600 according to the thirteenth embodiment with a single-end fed 1616 6-side metal polygon 1618 as the radiator/detector element. Fig. 16(b) shows the bandwidth 1630 achieved is 40GHz. The 6-side metal polygon 1618 may be designed such that each pair of symmetrical sides contributes one of resonant frequencies.  Thus the lengths of the sides of each pair may be adjusted, so that the 3 resonant frequencies can be aligned to be close but still different from each other so that the bandwidths overlapp. In this way a desired central frequency can be achieved concurrently with an enlarged bandwidth.
Fig. 17 shows a prototype 1700 of the seventh example embodiment and Figure 18 shows the performance 1800 of the prototype 1700.
Fig. 19 shows a prototype 1900 of the eighth example embodiment.
While example embodiments of the invention have been described in detail, many variations are possible within the scope of the invention as will be clear to a skilled reader.
CLAIMS:
1. A method of manufacturing an antenna comprising
providing a millimeter wave (MMW) antenna attached to a signal pad on
an integrated circuit mounted on a substrate, and
adjusting one or more parameters of the antenna to conform to predetermined desired thresholds, levels or ranges, wherein the adjustment is selected from the group consisting of:
locating a conducting or dielectric object at a desired tuner
location in proximity to the antenna to tune the central signal frequency,
locating a conducting reflector at a desired reflector location in
proximity to the antenna to tune the radiation direction or pattern, and 
selecting a conducting patch or object as a radiator/detector
element to modify the bandwidth.
2. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting two wires to a single feed as radiator/detector elements.
3. The method of claim 2 wherein the two wires with a single feed comprise a two armed monopole antenna.
4. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting four wires to a differential feed as radiator/detector elements.
5. The method of claim 4 wherein the four wires with a differential feed comprise a J-pole antenna with two arms in positive and negative ports.
6. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting two wires to a differential feed as radiator/detector elements.
7. The method of claim 2 to 6 wherein providing the antenna further comprises attaching each wire to a bond pad on the substrate.
8. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting a single triangular box to a single feed as a radiator/detector element.
9. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting two triangular patches to a single feed as radiator/detector elements.
10. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting four triangle patches to a differential feed as radiator/detector elements.
11. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting two triangular boxes to a differential feed as radiator/detector elements.
12. The method of claim 1 wherein providing the antenna comprises connecting a six side polygon to a single feed as a radiator/detector element.
13. The method of any one of claims 1 to 12 wherein locating the conducting or dielectric object comprises attaching a dielectric cylinder to the substrate at the desired tuner location.
14. The method of any one of claims 1 to 12 wherein locating the conducting or dielectric object comprises attaching a metallic cylinder to the substrate at the desired tuner location.
15. The method of any one of claims 1 to 12 wherein locating the conducting or dielectric object comprises attaching a dielectric triangular box to the substrate at the desired tuner location.
16. The method of any one of claims 13 to 15 further comprising determining the desired tuner location by measuring the central signal frequency with the conducting or dielectric object at a plurality of locations.
17. The method of any one of claims 1 to 16 wherein the desired reflector location is underneath the substrate, adjacent a side of the integrated circuit distant from the signal pad.
18. The method of any one of claims 1 to 16 wherein the desired reflector location is underneath the substrate, adjacent a side of the integrated circuit adjacent to the signal pad
19. The method of any one of claims 1 to 18 further comprising encapsulating the antenna in a dielectric or resin material.
20. The method of any one of claims 1 to 19 further comprising providing a ground plane between the substrate and the integrated circuit.
21. A millimeter wave (MMW) antenna comprising
a feed attached to a signal pad on an integrated circuit mounted on a substrate, and
an adjustment means selected from the group consisting of:
a conducting or dielectric object in proximity to the antenna
configured to tune the central signal frequency,
a conducting reflector in proximity to the antenna configured to  
tune the radiation direction or pattern, 
a conducting patch or object attached to the feed configured to 
modify the bandwidth, and
any combination thereof.
ABSTRACT
An antenna and a method of manufacturing
A method of manufacturing an antenna comprising: providing a millimeter wave (MMW) antenna attached to a signal pad on an integrated circuit mounted on a substrate, and adjusting one or more parameters of the antenna to conform to predetermined desired thresholds, levels or ranges, wherein the adjustment is selected from the group consisting of: locating a conducting or dielectric object at a desired tuner location in proximity to the antenna to tune the central signal frequency, locating a conducting reflector at a desired reflector location in proximity to the antenna to tune the radiation direction or pattern, and selecting a conducting patch or object as a radiator/detector element to modify the bandwidth. Also a millimeter wave (MMW) antenna.
Fig.1
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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