(57)【要約】【課題】アンテナの高利得化を実現するとともに、アンテナの指向性を適切に設定できるようする。【解決手段】板状アレイアンテナ２０は、誘電体基板と、誘電体基板の一方の面に形成された地導体層３７と、誘電体基板の他方の面に形成された複数列の直列型放射素子列４１と、誘電体基板の他方の面に形成され、誘電体基板の他方の面上の給電端点４５ｓと直列型放射素子列４１との間で高周波電力を給電する並列給電線路と、を備える。並列給電線路４５は、給電端点４５ｓから、給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２にかけて分岐して、その放射素子４２と給電端点４５ｓを接続し、直列型放射素子列４１の何れも、給電端点４５ｓから端の放射素子４２までの経路長が等しい。【選択図】図４
2019022067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一方の面に形成された地導体層と、
前記誘電体基板の他方の面に形成された複数列の直列型放射素子列と、
前記誘電体基板の他方の面に形成され、前記誘電体基板の他方の面上の給電端点と前記複数列の直列型放射素子列との間で高周波電力を給電する並列給電線路と、を備え、
前記直列型放射素子列は、等間隔に直線状に配列されて直列接続された複数の放射素子を有し、
前記並列給電線路は、前記給電端点から、前記直列型放射素子列の前記複数の放射素子のうち前記給電端点に最も近い端の放射素子にかけて前記複数列の直列型放射素子列の列数に分岐して、前記最も近い端の放射素子と前記給電端点を接続し、
前記複数の直列型放射素子列は何れも前記複数の放射素子のピッチが等しく、
前記複数列の直列型放射素子列の何れも、前記給電端点から前記最も近い端の放射素子までの前記並列給電線路に沿った経路長が等しい
板状アレイアンテナ。
【請求項２】
前記複数列の直列型放射素子列が並列され、
前記複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に一列に配列されている
請求項１に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項３】
前記並列給電線路は、前記複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子と前記給電端点との間の領域内に配置されている
請求項２に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項４】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である
請求項２又は３に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項５】
前記複数列の直列型放射素子列を２組に分けた場合の第１組に含まれる複数列の直列型放射素子列が並列され、前記第１組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に一列に配列され、
第２組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して平行となるように並列され、前記第２組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第２組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に一列に配列され、
前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列とは、それらの列方向に並んでいる
請求項１に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項６】
前記給電端点が、前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列との間の領域内に配置されている
請求項５に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項７】
前記並列給電線路が前記領域内に配置されている
請求項６に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項８】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記直列型放射素子列の列方向に対して垂直な対称線に関して線対称な形状である
請求項５から７の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項９】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である
請求項５から８の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１０】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を中心とした２回対称の回転対称性を有する
請求項５から９の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１１】
前記複数列の直列型放射素子列を４組に分けた場合の第１組に含まれる複数列の直列型放射素子列が並列され、前記第１組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、
第２組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して平行となるように並列され、前記第２組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第２組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、
前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列とは、それらの列方向に並び、
第３組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直となるように並列され、前記第３組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第３組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、
第４組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第３組の直列型放射素子列の列方向に対して平行となるように並列され、前記第４組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第４組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、
前記第３組の複数列の直列型放射素子列と前記第４組の複数列の直列型放射素子列とは、それらの列方向に並び、
前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列との間の領域が、前記第３組の複数列の直列型放射素子列と前記第４組の複数列の直列型放射素子列との間にある
請求項１に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１２】
前記給電端点が、前記領域内に配置されている
請求項１１に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１３】
前記並列給電線路が前記領域内に配置されている
請求項１２に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１４】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である
請求項１２から１３の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１５】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記第３組の直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である
請求項１２から１４の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１６】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を中心とした４回対称の回転対称性を有する
請求項１２から１５の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１７】
前記給電端点から前記給電端点に最も近い端の放射素子にかけての中途部において前記並列給電回路に接続され、前記並列給電回路を通過する信号を増幅する複数の増幅器
を更に備える請求項５から１６の何れか一項に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１８】
前記複数の増幅器が、前記給電端点に関して点対称な位置に配置されている
請求項１７に記載の板状アレイアンテナ。
【請求項１９】
請求項１から１８の何れか一項に記載の板状アレイアンテナと、
前記板状アレイアンテナに表面実装された電子部品と、を備え、
前記電子部品の給電端子が前記給電端点に接続されている
無線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波又はミリ波等といった高周波の周波数帯で使用される板状アレイアンテナ及び無線モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３には、マイクロストリップアレイアンテナが開示されている。特に、特許文献１，３には、直列給電方式のマイクロストリップアレイアンテナと、並列給電方式のマイクロストリップアレイアンテナの両方が開示されている。
特許文献４には、導波管によって給電するスロットアレイアンテナが開示されている。導波管は、導体配線によって信号波を伝送するものではない。よって、信号波を増幅する電気回路（アンプ）を導波管の中途部に設けることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３４６４４号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１２３６１号公報
【特許文献３】特開２００３−１７４３１８号公報
【特許文献４】特開２０１４−１９５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１〜３に記載されたマイクロストリップアレイアンテナの場合、放射素子の数を多くすることによって高利得化を図ったとしても、マイクロストリップライン給電線路の経路長が長くなってしまい、給電線路における伝送損失が高くなる。結局のところ、アンテナの高利得化を図ることができない。
特に、特許文献１に記載の並列給電方式のマイクロストリップアレイアンテナの場合（特許文献１の図１６参照）、放射素子の数を増やすと、給電線路が非常に長くなってしまい、給電線路の伝送損失を無視することができない。一方、特許文献３に記載の並列給電方式マイクロストリップアレイアンテナの場合（特許文献３の図７参照）、給電線路が邪魔になって多くの放射素子を配置することができない上、仮に多くの放射素子を配置することができたものとしても、給電線路の伝送損失が高くなる。
また、マイクロストリップアレイアンテナの場合、放射素子の位置や給電方式に応じてアンテナの指向性が決まるので、電波を長距離に送受信するためには、アンテナの向きを適切に設置する必要がある。そのためには、アンテナの指向性を適切に設定する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、アンテナの高利得化を実現することと、アンテナの指向性を適切に設定できるようすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための主たる発明は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に形成された地導体層と、前記誘電体基板の他方の面に形成された複数列の直列型放射素子列と、前記誘電体基板の他方の面に形成され、前記誘電体基板の他方の面上の給電端点と前記複数列の直列型放射素子列との間で高周波電力を給電する並列給電線路と、を備え、前記直列型放射素子列は、等間隔に直線状に配列されて直列接続された複数の放射素子を有し、前記並列給電線路は、前記給電端点から、前記直列型放射素子列の前記複数の放射素子のうち前記給電端点に最も近い端の放射素子にかけて前記複数列の直列型放射素子列の列数に分岐して、前記最も近い端の放射素子と前記給電端点を接続し、前記複数の直列型放射素子列は何れも前記複数の放射素子のピッチが等しく、前記複数列の直列型放射素子列の何れも、前記給電端点から前記最も近い端の放射素子までの前記並列給電線路に沿った経路長が等しい板状アレイアンテナである。
【０００７】
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、板状アレイアンテナの高利得化を図ることができる。また、板状アレイアンテナの指向性を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態の無線モジュールの平面図である。
【図２】図２は、第１実施形態の無線モジュールの側面図である。
【図３】図３は、第１実施形態の板状アレイアンテナの断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図５】図５は、第１実施形態の無線モジュールを利用した無線装置の内部構造を示した図面である。
【図６】図６は、第１実施形態の無線モジュールを利用した無線装置の内部構造を示した図面である。
【図７】図７は、第１実施形態の変形例の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図８】図８は、第１実施形態の変形例の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図９】図９は、第１実施形態の変形例の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の無線モジュールの平面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態の板状アレイアンテナの断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態の変形例の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態の変形例の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態の変形例の板状アレイアンテナの要部の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１１】
誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に形成された地導体層と、前記誘電体基板の他方の面に形成された複数列の直列型放射素子列と、前記誘電体基板の他方の面に形成され、前記誘電体基板の他方の面上の給電端点と前記複数列の直列型放射素子列との間で高周波電力を給電する並列給電線路と、を備え、前記直列型放射素子列は、等間隔に直線状に配列されて直列接続された複数の放射素子を有し、前記並列給電線路は、前記給電端点から、前記直列型放射素子列の前記複数の放射素子のうち前記給電端点に最も近い端の放射素子にかけて前記複数列の直列型放射素子列の列数に分岐して、前記最も近い端の放射素子と前記給電端点を接続し、前記複数の直列型放射素子列は何れも前記複数の放射素子のピッチが等しく、前記複数列の直列型放射素子列の何れも、前記給電端点から前記最も近い端の放射素子までの前記並列給電線路に沿った経路長が等しい板状アレイアンテナが明らかとなる。
このような板状アレイアンテナにおいては、複数列の直列型放射素子列の何れも、給電端点からそれに最も近い端の放射素子までの経路長が等しいので、何れの直列型放射素子列においても給電位相が同相となる。従って、これら直列型放射素子列の配置に応じて板状アレイアンテナの指向性を適切に設定することができる。
また、並列給電線路は給電端点に最も近い端の放射素子と給電端点を接続するので、給電端点から放射素子までの経路長を最小限に抑えることができる。よって、並列給電線路における伝送損失の低減を図ることができるとともに、板状アレイアンテナの高利得化を図ることができる。
【００１２】
前記複数列の直列型放射素子列が並列され、前記複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に一列に配列されている。
これにより、板状アレイアンテナの最大放射強度の方角を誘電体基板の法線方向から給電端点側に傾けるように設定することができる。
【００１３】
前記並列給電線路は、前記複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子と前記給電端点との間の領域内に配置されている。
これにより、給電端点から放射素子までの経路長を最小限に抑えることができる。よって、並列給電線路における伝送損失の低減を図ることができるとともに、板状アレイアンテナの高利得化を図ることができる。
【００１４】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である。
これにより、板状アレイアンテナの最大放射強度の方角を、対称線を通って誘電体基板に垂直な面から対称線軸回りに傾かないように設定することができる。
【００１５】
前記複数列の直列型放射素子列を２組に分けた場合の第１組に含まれる複数列の直列型放射素子列が並列され、前記第１組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に一列に配列され、第２組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して平行となるように並列され、前記第２組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第２組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に一列に配列され、前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列とは、それらの列方向に並んでいる。
これにより、板状アレイアンテナの最大放射強度の方角を誘電体基板の法線方向に設定することができる。
【００１６】
前記給電端点が、前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列との間の領域内に配置されている。
前記並列給電線路が前記領域内に配置されている。
これにより、並列給電線路における伝送損失の低減を図ることができるとともに、板状アレイアンテナの高利得化を図ることができる。
【００１７】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記直列型放射素子列の列方向に対して垂直な対称線に関して線対称な形状である。
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である。
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を中心とした２回対称の回転対称性を有する。
これにより、板状アレイアンテナの最大放射強度の方角を誘電体基板の法線方向に設定することができる。
【００１８】
前記複数列の直列型放射素子列を４組に分けた場合の第１組に含まれる複数列の直列型放射素子列が並列され、前記第１組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、第２組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して平行となるように並列され、前記第２組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第２組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列とは、それらの列方向に並び、第３組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直となるように並列され、前記第３組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第３組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、第４組に含まれる複数列の直列型放射素子列が前記第３組の直列型放射素子列の列方向に対して平行となるように並列され、前記第４組の複数列の直列型放射素子列の前記最も近い端の放射素子が前記第４組の直列型放射素子列の列方向に対して垂直な方向に配列され、前記第３組の複数列の直列型放射素子列と前記第４組の複数列の直列型放射素子列とは、それらの列方向に並び、前記第１組の複数列の直列型放射素子列と前記第２組の複数列の直列型放射素子列との間の領域が、前記第３組の複数列の直列型放射素子列と前記第４組の複数列の直列型放射素子列との間にある。
これにより、板状アレイアンテナの最大放射強度の方角を誘電体基板の法線方向に設定することができる。また、放射素子の多数化を実現でき、板状アレイアンテナの高利得化を図ることができる。
【００１９】
前記給電端点が、前記領域内に配置されている。
前記並列給電線路が前記領域内に配置されている。
これにより、並列給電線路における伝送損失の低減を図ることができるとともに、板状アレイアンテナの高利得化を図ることができる。
【００２０】
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記第１組の直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である。
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を通って前記第３組の直列型放射素子列の列方向に対して平行な対称線に関して線対称な形状である。
前記複数列の直列型放射素子列全体としての形状は、前記給電端点を中心とした４回対称の回転対称性を有する。
これにより、板状アレイアンテナの最大放射強度の方角を誘電体基板の法線方向に設定することができる。
【００２１】
前記板状アレイアンテナが、前記給電端点から前記給電端点に最も近い端の放射素子にかけての中途部において前記並列給電回路に接続され、前記並列給電回路を通過する信号を増幅する複数の増幅器を更に備える。
好ましくは、前記複数の増幅器が、前記給電端点に関して点対称な位置に配置されている。
これにより、信号の増幅によって電波の長距離伝送を実現することができる。
【００２２】
前記板状アレイアンテナと、前記板状アレイアンテナに表面実装され電子部品と、を備え、前記電子部品の給電端子が前記給電端点に接続されている無線モジュールが明らかとなる。
これにより電子部品と並列給電線路との間における伝送損失を抑えることができる。
【００２３】
＝＝＝実施の形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
１．  無線モジュールの概要
図１は無線モジュール１の平面図であり、図２は無線モジュール１の側面図であり、図３は図２に示すIII−IIIの断面図であり、図４は無線モジュール１の要部の拡大平面図である。図面には、方向を表す補助線又は記号としてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示する。これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、この無線モジュール１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波を送信し、受信し、又は送受信するためのモジュールである。無線モジュール１は、板状アレイアンテナ２０と、板状アレイアンテナ２０上に表面実装された電子部品１１〜１７と、を備える。ここで、図１〜図３に示すＸ軸は矩形状の板状アレイアンテナ２０の長辺に対して平行であり、Ｙ軸は板状アレイアンテナ２０の短辺２４，２５に対して平行であり、Ｘ軸及びＹ軸は板状アレイアンテナ２０の表（おもて）面と裏面に対して平行である。
【００２６】
２．  板状アレイアンテナについて
図３に示すように、板状アレイアンテナ２０は多層配線基板である。板状アレイアンテナ２０は、誘電体接着層３１と、誘電体基材３２，３３と、導体パターン層３４，３５，３６と、地導体層３７と、パッシベーション膜３８，３９と、を有する。
【００２７】
薄板状の誘電体基材３２と薄板状の誘電体基材３３が誘電体接着層３１によって接合されている。これにより、誘電体基材３２、誘電体接着層３１及び誘電体基材３３がこれらの順に積層されており、その積層体が誘電体基板となる。誘電体基材３２，３３は、例えば樹脂（例えば液晶ポリマー、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート）、繊維強化樹脂（例えばガラス布エポキシ樹脂）、フッ素樹脂又はセラミックからなる。誘電体接着層３１は例えばエポキシ系樹脂からなる。
【００２８】
誘電体基材３２と誘電体接着層３１との間には導体パターン層３４が形成され、誘電体基材３３と誘電体接着層３１との間には導体パターン層３５が形成されている。誘電体基材３２と誘電体基材３３が誘電体接着層３１によって接合されることによって、導体パターン層３４，３５が誘電体接着層３１によって被覆されている。ここで、導体パターン層３４は、誘電体基材３２の誘電体接着層３１側の面に形成された導体層（例えば金属メッキ層）をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工（パターニング）することによって得られたものである。導体パターン層３５についても同様である。
【００２９】
誘電体基材３２の誘電体接着層３１とは反対側の面には導体パターン層３６が形成されている。更にその面には、パッシベーション膜３８が導体パターン層３６をコーティングするように形成されている。導体パターン層３６は、誘電体基材３２に形成された導体層をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することによって得られたものである。導体パターン層３６については後に詳述する。
【００３０】
誘電体基材３３の誘電体接着層３１とは反対側の面には地導体層３７が形成されている。更にその面には、パッシベーション膜３９が地導体層３７をコーティングするように形成されている。地導体層３７は、誘電体基材３３に形成された導体層をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することによって得られたものである。なお、地導体層３７についてはパターニングされずに、誘電体基材３３の誘電体接着層３１とは反対側の面全体に形成された層であってもよい。
【００３１】
パッシベーション膜３８，３９は絶縁性・誘電性材料からなる。パッシベーション膜３８によって誘電体基材３２及び導体パターン層３６が保護され、パッシベーション膜３９によって誘電体基材３３及び地導体層３７が保護される。
【００３２】
３．  電子部品について
図２及び図３に示すように、以上のような板状アレイアンテナ２０上には、つまり、誘電体基材３２の誘電体接着層３１とは反対側の面には電子部品１１〜１７が表面実装されている。電子部品１１は、いわゆるＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）と呼ばれるものであり、受信回路若しくは送信回路又はこれらの両方等が組み込まれた集積回路（ＩＣ）からなる。なお、電子部品１１に組み込まれた受信回路は例えば同調回路、復調回路及び増幅器などから構成され、電子部品１１に組み込まれた送信回路は例えば発振回路、変調回路及び増幅器などから構成されている。
【００３３】
電子部品１１の端子は、はんだ等を用いて、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）方式又はＬＧＡ（Land Grid Array）方式により導体パターン層３６に接続されている。電子部品１２〜１７は例えばレジスタ（抵抗器）、キャパシタ（コンデンサ）、インダクタ（コイル）又は振動子である。電子部品１２〜１７の端子ははんだ等を用いて導体パターン層３６に接続されている。
【００３４】
ここで、電子部品１１〜１７の実装位置を詳細に説明するべく、図１及び図２に示すように板状アレイアンテナ２０を３つの矩形状の領域２１〜２３に区分けする。領域２１は一方の短辺２４側の矩形状領域であり、領域２３は他方の短辺２５側の矩形状領域であり、領域２２は領域２１と領域２３の間の矩形状領域である。以下では、領域２１をアンテナ形成領域２１ということもあり、領域２２を給電線路形成領域２２ということもあり、領域２３を信号線形成領域２３ということもある。
【００３５】
信号線形成領域２３のうち給電線路形成領域２２寄りには、電子部品１１，１３，１４，１６，１７が搭載されている。また、給電線路形成領域２２のうち信号線形成領域２３寄りには、電子部品１２，１５が搭載されている。そして、これら電子部品１１〜１７が互いに近接して配置されている。電子部品１１は部分的に信号線形成領域２３から給電線路形成領域２２にはみ出ている。
【００３６】
４．  板状アレイアンテナの導体パターン層について
上述のように、導体パターン層３６はパターニング（形状加工）されたものであるので、図１及び図４を参照して、導体パターン層３６について説明する。図１及び図４では、導体パターン層３６を見やすくするべく、導体パターン層３６を点状模様によって塗り潰して描画するとともに、パッシベーション膜３８の図示を省略する。
【００３７】
導体パターン層３６がパターニングされることによって、導体パターン層３６には、２ｎ列（ｎは１以上の整数である。）の直列型放射素子列４１と、２ｎ分配の並列給電線路４５と、一対の地導体部５１と、多数の配線５５とが設けられている。図１及び図４に示す例では、ｎが２であり、直列型放射素子列４１の列数は４であるが、アンテナ形成領域２１が図１及び図４に示す場合よりも広いのであれば、直列型放射素子列４１の列数が更に多くてもよい。直列型放射素子列４１の列数が多い程、アンテナの利得が高くなる。なお、以下の説明において、「直列型放射素子列」を「素子列」と略記する。
【００３８】
一対の地導体部５１はこれらの間に間隔を置いて信号線形成領域２３のＹ方向両側部に形成されていて、地導体部５１の一部５１ａが信号線形成領域２３から給電線路形成領域２２に及んでいる。地導体部５１のうち給電線路形成領域２２に及んだ部分５１ａ同士の間隔５１ｃは、残りの部分５１ｂの間隔よりも狭い。なお、電子部品１１〜１７は、地導体部５１のうち給電線路形成領域２２に及んだ部分５１ａよりも板状アレイアンテナ２０の短辺２５側に配置されているとともに、残りの部分５１ｂの間に配置されている。
【００３９】
地導体部５１は電子部品１１〜１７の端子に接続されており、地導体部５１から電子部品１１〜１７の端子に基準電位（接地電位）が印加される。また、地導体部５１はビアホールで地導体層３７（図３参照）に接続されており、地導体部５１から地導体層３７に基準電位が印加される。
【００４０】
配線５５は、板状アレイアンテナ２０の短辺２５から給電線路形成領域２２に向かって板状アレイアンテナ２０の長辺方向（Ｘ方向）に引き回されるように、信号線形成領域２３に形成されている。配線５５の端部５５ａは、他の部分よりも幅広になるように島状に形成されているとともに、板状アレイアンテナ２０の短辺２５に沿って配列されている。これら配線５５の端部５５ａは接続端子である。配線５５の端部５５ａはパッシベーション膜３８に覆われずに露出しており、無線モジュール１を他の機器に搭載する際にこれら配線５５の端部５５ａが他の機器の端子に接続される。
【００４１】
これら配線５５のうち幾つかは、板状アレイアンテナ２０の短辺２５から地導体部５１にまで引き回されて地導体部５１に接続されており、残りは、一対の地導体部５１の間を板状アレイアンテナ２０の短辺２５から電子部品１１〜１７の近傍にまで引き回されて電子部品１１〜１７の端子に接続される。電子部品１１〜１７の端子に接続される配線５５には、電子部品１１〜１７の端子に直接接続されるものもあれば、ビアホール及び導体パターン層３４，３５等を介して電子部品１１〜１７の端子に接続されるものもある。電子部品１１〜１７の端子に接続される配線５５には、電子部品１１に電源電圧を供給する電源ライン、動作クロックを電子部品１１に供給するクロックライン、電子部品１１〜１７に各種の信号を供給する信号ライン等がある。
【００４２】
アンテナ形成領域２１には、２ｎ列の素子列４１が形成されている。素子列４１は複数のパッチ型放射素子４２及び直結給電線路４３を有する。図１及び図４に示す例では１列の素子列４１に含まれる放射素子４２の数が４であるが、その数が２〜３であってもよいし、５以上であってもよい。素子列４１に含まれる放射素子４２の数が多いほど、アンテナの利得が高くなる。アンテナ形成領域２１の大きさや形状に合わせて、可能な限り放射素子４２を多くすることが望ましい。
【００４３】
何れの素子列４１でも、複数の放射素子４２が板状アレイアンテナ２０の長辺方向（Ｘ方向）に直線状に等間隔で配列されている。これら放射素子４２は、隣り同士の間に設けられた直結給電線路４３によって直列接続されている。
【００４４】
以上のような２ｎ列の素子列４１が板状アレイアンテナ２０の短辺方向（Ｙ方向）に等間隔で並列されることによって、２ｎ列の素子列４１の全体として、放射素子４２が格子状に配列されている。
それぞれの素子列４１の中で並列給電線路４５の給電端点４５ｓ（電子部品１１の給電端子）に最も近い端の放射素子４２は、Ｘ方向における位置が揃っている。つまり、それぞれの素子列４１の中で並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２は、素子列４１の列方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に一列に配列されている。
【００４５】
隣り合う素子列４１の間隔（Ｙ方向に隣り合う放射素子４２の間隔）は何れも等しい。Ｙ方向に隣り合う放射素子４２の間隔とＸ方向に隣り合う放射素子４２の間隔は、等しくしてもよいし、異なっていてもよい。以下、素子列４１が並列されたものを放射素子アレイ４０という。
【００４６】
放射素子アレイ４０は、後述の並列給電線路４５の給電端点４５ｓ（電子部品１１の給電端子）を通って素子列４１の列方向（Ｘ方向）に対して平行な対称線４９に関して線対称な形状に形成されている。素子列４１の列数が偶数であるので、何れの素子列４１も対称線４９上に配置されていない。
【００４７】
放射素子アレイ４０がマイクロストリップアンテナとして機能すべく、地導体層３７（図３参照）がアンテナ形成領域２１全体に広がるように形成されており、地導体層３７と放射素子４２の間には誘電体接着層３１及び誘電体基材３２，３３が介在する。また、導体パターン層３４，３５は、アンテナ形成領域２１まで及んでいない。
【００４８】
給電線路形成領域２２には、並列給電線路４５が形成されている。並列給電線路４５は、２ｎ列の素子列４１と電子部品１１の給電端子とを接続している。並列給電線路４５と電子部品１１の給電端子との接続部が並列給電線路４５の給電端点４５ｓである。
電子部品１１に送信回路が組み込まれている場合、電子部品１１が給電端子及び給電端点４５ｓを通じて並列給電線路４５に高周波電力を供給する。そして、並列給電線路４５は、電子部品１１によって給電端点４５ｓに供給された高周波電力を２ｎ列の素子列４１に分配して伝送するものである。
一方、電子部品１１に受信回路が組み込まれている場合、並列給電線路４５は、電波の受信によって２ｎ列の素子列４１に発生した高周波電力を合成して、給電端点４５ｓ及び給電端子を通じて電子部品１１に伝送するものである。
【００４９】
並列給電線路４５は、ｎ段のＴ型分配部４５ａを有するとともに、分配部４５ａによって給電端点４５ｓから素子列４１（特に、並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２）にかけて２ｎに分岐したツリー状に形成されている。なお、電波の受信の場合、分配部４５ａが合成部である。
【００５０】
電子部品１１の給電端子からｍ段目（ｍは１からｎの任意の整数である）の分配部４５ａの数は２ｍ−１である。
電子部品１１から１段目の分配部４５ａは、給電線路４５ｂを介して電子部品１１の給電端子に接続されている。給電線路４５ｂと電子部品１１の給電端子との接続部が、並列給電線路４５の給電端点４５ｓである。この給電線路４５ｂは、地導体部５１のうち給電線路形成領域２２に及んだ部分５１ａ同士の間隔５１ｃにおいてＸ方向に延在して、１段目の分配部４５ａから給電端点４５ｓまで引き回されている。
隣接する段の分配部４５ａは、給電線路４５ｃによって接続されている。
電子部品１１からｎ段目の分配部４５ａは、給電線路４５ｄを介して素子列４１（特に、並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２）に接続されている。
【００５１】
何れの分配部４５ａも、電子部品１１又は前段の分配部４５ａから伝送された高周波電力を２分配して、後段の分配部４５ａ又は素子列４１（特に、並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２）に伝送するものである（送信の場合）。また、何れの分配部４５ａも、後段の分配部４５ａ又は素子列４１（特に、並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２）から伝送された高周波電力を合成して、電子部品１１又は前段の分配部４５ａに伝送するものである（受信の場合）。
【００５２】
以上のような並列給電線路４５は、対称線４９に関して線対称な形状に形成されている。また、何れの素子列４１も、並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の放射素子４２から並列給電線路４５を通って並列給電線路４５の給電端点４５ｓまでの経路長（電気長）が等しい。従って、並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い端の何れの放射素子４２にも、同位相の給電が行われる。
【００５３】
また、放射素子アレイ４０が対称線４９に関して線対称な形状に形成されているので、対称線４９に関して互いに対称な位置に配置された放射素子４２には、同位相の給電が行われる。更に、並列給電線路４５側から同一番目に配置された放射素子４２には、同位相の給電が行われる。
【００５４】
素子列４１が直列給電方式であるので、同一の素子列４１に含まれる放射素子４２は、並列給電線路４５から離れるにつれて給電の位相が遅れる。それゆえ、放射素子アレイ４０は、板状アレイアンテナ２０の法線方向に対して電子部品１１側に傾斜した方角に最大放射強度となる電波指向性を有する（図２の矢印Ａ参照）。放射素子アレイ４０の最大放射強度角は、板状アレイアンテナ２０の法線を基準として０°を超え、９０°未満である。放射素子アレイ４０の最大放射強度角が矢印Ａのように板状アレイアンテナ２０の法線方向に対して電子部品１１〜１７側に傾斜していても、電子部品１１〜１７が薄い上、素子列４１から電子部品１１までの距離も長いので、電子部品１１〜１７の電波干渉の要因とならない。
【００５５】
なお、並列給電線路４５がマイクロストリップライン型の信号伝送路として機能すべく、地導体層３７（図３参照）が給電線路形成領域２２全体に広がるように形成されており、地導体層３７と並列給電線路４５の間には誘電体接着層３１及び誘電体基材３２，３３が介在する。また、導体パターン層３４，３５は、給電線路形成領域２２まで及んでいない。
【００５６】
５．  効果
以上のように構成された無線モジュール１は、以下のような効果・利点を有する。
【００５７】
（１）  放射素子アレイ４０はＸ方向及びＹ方向に格子状に配列された複数の放射素子４２を有するものである。それゆえ、放射素子４２の数が多く、放射素子アレイ４０の面積が広い。よって、放射素子アレイ４０の高利得化が実現できるとともに、電波の長距離伝送を実現できる。
【００５８】
（２）  素子列４１のうち並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い放射素子４２から並列給電線路４５の給電端点４５ｓ（電子部品１１の給電端子）までの経路長は、何れの素子列４１でも等しい。更に、素子列４１のＸ方向のピッチは、何れの素子列４１でも等しい。よって、並列給電線路４５側から同一番目に配置された放射素子４２には、同位相の給電が行われる。よって、何れの素子列４１でも最大放射強度方向が同一の方角になり、放射素子アレイ４０の高利得化が実現できる。また、放射素子アレイ４０の最大放射強度角を板状アレイアンテナ２０の法線方向に対して傾斜させることができる。
【００５９】
（３）  並列給電線路４５の全ての分配部４５ａが、放射素子アレイ４０と電子部品１１との間の領域に配置されている。よって、放射素子４２から給電端点までの経路長を最小限に抑えることができ、並列給電線路４５における伝送損失を抑えることができる。
【００６０】
（４）  並列給電線路４５は、素子列４１のうち並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い放射素子４２に接続されている。よって、その放射素子４２から並列給電線路４５の給電端点４５ｓまでの経路長を最小限に抑えることができ、並列給電線路４５における伝送損失を抑えることができる。
【００６１】
（５）  並列給電線路４５と放射素子アレイ４０は共通の層に形成されている。つまり、並列給電線路４５と放射素子アレイ４０は、共通の導体層をパターニングすることによって得られたものである。よって、素子列４１のうち並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い放射素子４２から並列給電線路４５の給電端点４５ｓまでの経路長を最小限に抑えることができ、並列給電線路４５における伝送損失を抑えることができる。
【００６２】
（６）  並列給電線路４５は複数の層にわたって設けられているのではなく、一層に形成されたものである。つまり、並列給電線路４５は、ビアホールやスルーホールを有したものではない。よって、この並列給電線路４５では、層と層との間での位置ずれに起因した伝送損失が生じない。
【００６３】
（７）  電子部品１１が板状アレイアンテナ２０に実装され、電子部品１１の給電端子が並列給電線路４５の給電端点４５ｓに直接接続されている。よって、電子部品１１と並列給電線路４５との間の伝送損失の低減を図ることができる。
【００６４】
６．  無線モジュールの利用例
図５は、無線モジュール１を用いた無線装置８０の内部構造を示した図面である。図５に示すように、無線装置８０は、無線モジュール１と、筐体８１と、プリント回路基板８２と、コネクタ８３と、を備える。筐体８１が箱状に形成されていて、筐体８１内に無線モジュール１、プリント回路基板８２及びコネクタ８３が収容されている。プリント回路基板８２は、筐体８１の底面部８１ａに対して傾斜した状態で筐体８１内に固定されている。プリント回路基板８２にはコネクタ８３が実装されている。このコネクタ８３によって無線モジュール１がプリント回路基板８２に搭載されている。具体的には、板状アレイアンテナ２０がプリント回路基板８２に対して立てた状態で板状アレイアンテナ２０の短辺２５側の端部がコネクタ８３に嵌合することによって、配線５５の端部５５ａがコネクタ８３のターミナルを介してプリント回路基板８２の回路に接続されている。プリント回路基板８２の回路には、コントロールユニット、ベースバンドユニット、電源回路及び入出力インターフェース等が設けられている。
【００６５】
放射素子アレイ４０の最大放射強度角が矢印Ａのように板状アレイアンテナ２０の法線方向に対して傾斜するので、プリント回路基板８２は筐体８１の底面部８１ａに対して傾斜した状態で筐体８１内に設けられている。これにより、放射素子アレイ４０の最大放射方向は、筐体８１の前面部８１ｂへ向いているとともに、筐体８１の前面部８１ｂに対してほぼ垂直である。なお、筐体８１の前面部８１ｂは誘電体材料からなり、電波が前面部８１ｂによって遮蔽されない。
【００６６】
図６は、無線モジュール１を用いた無線装置９０の内部構造を示した図面である。図６に示すように、無線装置９０は、無線モジュール１と、筐体９１と、プリント回路基板９２と、コネクタ９３と、を備える。箱状の筐体９１内に無線モジュール１、プリント回路基板９２及びコネクタ９３が収容されている。プリント回路基板９２は、筐体９１の底面部９１ａに対して傾斜した状態で筐体９１内に固定されている。プリント回路基板９２にはコネクタ９３が実装されている。このコネクタ９３によって無線モジュール１がプリント回路基板９２に搭載されている。具体的には、板状アレイアンテナ２０がプリント回路基板９２に対して伏せた状態で板状アレイアンテナ２０の短辺２５側の端部がコネクタ９３に嵌合することによって、配線５５の端部５５ａがコネクタ９３のターミナルを介してプリント回路基板９２の回路に接続されている。プリント回路基板９２の回路には、コントロールユニット、ベースバンドユニット、電源回路及び入出力インターフェース等が設けられている。
【００６７】
プリント回路基板９２は筐体９１の底面部９１ａに対して傾斜した状態で筐体９１内に設けられている。これにより、放射素子アレイ４０の最大放射方向は、筐体９１の前面部９１ｂへ向いているとともに、筐体９１の前面部９１ｂに対してほぼ垂直である。筐体９１の前面部９１ｂは誘電体材料からなり、電波が前面部９１ｂによって遮蔽されない。
【００６８】
７．  無線モジュールの変形例
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を上記実施形態に限定して解釈するものではない。また、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態から変更或いは改良してもよく、本発明にはその等価物も含まれる。以下に、上記実施形態からの変更点について幾つか説明する。
【００６９】
（１）  上記実施形態では、ｎが２であり、素子列４１の列数が４であり、並列給電線路４５が２段の分配部４５ａを有した４分配のツリー状給電線路である。それに対して、図７に示すように、ｎが３であり、素子列４１の列数が８であり、並列給電線路４５が３段の分配部４５ａを有した８分配のツリー状給電線路であってもよい。図７では、１列の素子列４１に含まれる放射素子４２の数が８である。図７に示す放射素子４２の形状と図４に示す放射素子４２の形状は合同である。図７に示す放射素子アレイ４０は、図４に示す放射素子アレイ４０よりも、放射素子４２の数が多い上、面積が広い。そのため、図７に示す放射素子アレイ４０は、図４に示す放射素子アレイ４０よりも高利得である。
【００７０】
（２）  図４及び図７に示す例では、何れの素子列４１も、放射素子４２の数が等しい。それに対して、アンテナ形成領域２１の形状等の都合上、これら素子列４１は放射素子４２の数が異なっていてもよい。例えば図８に示すように、中央の２列の素子列４１の放射素子４２の数が６であり、両側２列の素子列４１の放射素子４２の数が４であり、列中の放射素子４２の数が中央の列から側方の列に向かって漸減する。なお、図８に示す例では、アンテナ形成領域２１の形状の都合上、列中の放射素子４２の数が中央の列から側方の列に向かって２個単位で漸減したが、アンテナ形成領域２１の形状が異なれば１個単位で漸減してもよい。アンテナの利得を高くするためには、可能な限り放射素子４２は多い方が望ましい。また、図示を省略するが、列中の放射素子４２の数が中央の列から側方の列に向かって漸増してもよい。
【００７１】
（３）  図４及び図７に示す並列給電線路４５は、素子列４１のうち並列給電線路４５の給電端点４５ｓに最も近い放射素子４２に給電するものである。それに対して、図９に示す並列給電線路４５は、素子列４１のうち並列給電線路４５の給電端点４５ｓから最も遠い放射素子４２に給電するものである。ここで、図９に示す並列給電線路４５の１段目の分配部４５ａが放射素子アレイ４０と電子部品１１との間の領域に配置されており、２段目以降の分配部４５ａが放射素子アレイ４０に関して電子部品１１の反対側の領域に配置されており、１段目の分配部４５ａと２段目の分配部４５ａと接続する給電線路４５ｃが放射素子アレイ４０の両側部を電子部品１１側から電子部品１１の反対側へ引き回されている。図９の場合、放射素子アレイ４０の最大放射強度角は、板状アレイアンテナ２０の法線方向に対して電子部品１１〜１７の反対側に傾斜する。
【００７２】
＜第２の実施の形態＞
１．  無線モジュールの概要
図１０は無線モジュール１０１の平面図であり、図１１は無線モジュール１０１の板状アレイアンテナ１２０の断面図である。図１２は無線モジュール１０１の要部の拡大平面図である。図面には、方向を表す補助線としてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示する。これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する。
【００７３】
この無線モジュール１０１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波を送信し、受信し、又は送受信するためのモジュールである。無線モジュール１０１は、板状アレイアンテナ１２０と、板状アレイアンテナ１２０上に表面実装された電子部品１１１〜１１７と、を備える。ここで、Ｘ軸及びＹ軸は板状アレイアンテナ１２０の表（おもて）面と裏面に対して平行である。
【００７４】
２．  板状アレイアンテナについて
図１０に示すように、板状アレイアンテナ１２０は、矩形板状部１２６の短辺を矩形板状部１２７の一辺中央部に連接して一体化した形状に形成されている。図１１に示すように、板状アレイアンテナ１２０は、第１実施形態の板状アレイアンテナ２０と同様に、誘電体接着層１３１と、誘電体基材１３２，１３３と、導体パターン層１３４，１３５，１３６と、地導体層１３７と、パッシベーション膜１３８，１３９と、を有する。第２実施形態の誘電体接着層１３１、誘電体基材１３２，１３３、導体パターン層１３４，１３５，１３６、地導体層１３７、パッシベーション膜１３８，１３９は、それぞれ、第１実施形態の誘電体接着層３１、誘電体基材３２，３３、導体パターン層３４，３５，３６、地導体層３７、パッシベーション膜３８，３９に相当する。
【００７５】
ここで、図１０に示すように板状アレイアンテナ１２０を３つの矩形状の領域１２１〜１２３に区分けする。領域１２１は矩形板状部１２７の周辺部の矩形枠状領域であり、領域１２２は領域１２１によって囲繞された矩形板状部１２７の中央部の矩形状領域であり、領域１２３は矩形板状部１２６に相当する矩形状領域である。以下では、領域１２１をアンテナ形成領域１２１ということもあり、領域１２２を給電線路形成領域１２２ということもあり、領域１２３を信号線形成領域１２３ということもある。
【００７６】
３．  電子部品について
図１０及び図１２に示すように、板状アレイアンテナ１２０上には、つまり、誘電体基材１３２の誘電体接着層１３１とは反対側の面には電子部品１１１〜１１７が表面実装されている。電子部品１１１〜１１７の実装位置は、給電線路形成領域１２２の中央部である。
第２実施形態の電子部品１１１〜１１７は第１実施形態の電子部品１１〜１７に相当する。
【００７７】
４．  板状アレイアンテナの導体パターン層について
導体パターン層１３６はパターニング（形状加工）されたものであるので、図１０及び図１２を参照して、導体パターン層１３６について説明する。図１０及び図１２では、導体パターン層１３６を見やすくするべく、導体パターン層１３６を点状模様によって塗り潰して描画するとともに、パッシベーション膜１３８の図示を省略する。
【００７８】
導体パターン層１３６がパターニングされることによって、導体パターン層１３６には、２ｎ列（ｎは１以上の整数である。）の素子列１４１Ａ，１４１Ｂと、２ｎ分配の並列給電線路１４５と、地導体部１５１と、多数の配線１５５とが設けられている。なお、図１０及び図１２に示す例では、ｎが４であり、素子列１４１Ａ，１４１Ｂの総列数は１６であり、素子列１４１Ａの列数が８であり、素子列１４１Ｂの列数が８である。
【００７９】
地導体部１５１は、信号線形成領域１２３の両側の長辺と、矩形板状部１２６の矩形板状部１２７側の短辺とに沿ってＵ字型（コ字型）に形成されている。地導体部１５１はビアホール及び導体パターン層１３４，１３５等を介して電子部品１１１〜１１７の端子に接続されており、地導体部１５１から電子部品１１１〜１１７の端子に基準電位（接地電位）が印加される。また、地導体部１５１はビアホールで地導体層１３７（図１１参照）に接続されており、地導体部１５１から地導体層１３７に基準電位が印加される。
【００８０】
配線１５５は、板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺１２５から矩形板状部１２７に向かって矩形板状部１２６の長辺方向（Ｘ方向）に引き回されるように、信号線形成領域１２３に形成されている。配線１５５の端部１５５ａは、他の部分よりも幅広になるように島状に形成されているとともに、矩形板状部１２６の短辺２５に沿って配列されている。これら配線１５５の端部１５５ａは接続端子である。配線１５５の端部１５５ａはパッシベーション膜１３８に覆われずに露出している。
【００８１】
これら配線１５５のうち幾つかは、板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺１２５から地導体部１５１にまで引き回されて地導体部１５１に接続されている。残りの配線１５５は、板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺１２５から反対側の短辺に向かって引き回されて、ビアホール及び導体パターン層１３４，１３５等を介して電子部品１１１〜１１７の端子に接続される。電子部品１１１〜１１７の端子に接続される配線１５５には、電子部品１１１に電源電圧を供給する電源ライン、動作クロックを電子部品１１１に供給するクロックライン、電子部品１１１〜１１７に各種の信号を供給する信号ライン等がある。
【００８２】
図１２に示すように、アンテナ形成領域１２１には、２ｎ列の素子列が形成されている。具体的には、２ｎ−１列の素子列１４１Ａと２ｎ−１列の素子列１４１Ｂは、これらの間に給電線路形成領域１２２を置いてアンテナ形成領域１２１に配置されている。素子列１４１Ｂは、給電線路形成領域１２２よりも矩形板状部１２６側に配置されている。素子列１４１Ａは、給電線路形成領域１２２に関して素子列１４１Ｂの反対側に配置されている。
【００８３】
素子列１４１Ａは複数のパッチ型放射素子１４２Ａ及び直結給電線路１４３Ａを有する。各素子列１４１Ａでは、複数の放射素子１４２Ａが、板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の長辺方向（Ｘ方向）に直線状に等間隔で配列されている。何れの素子列１４１Ａも、ピッチ（ピッチとは、Ｘ方向に隣り合う放射素子１４２Ａの間隔）が互いに等しい。これら放射素子１４２Ａは、隣り同士の間に設けられた直結給電線路１４３Ａによって直列接続されている。図１２に示す例では１列の素子列１４１Ａに含まれる放射素子１４２Ａの数が４であるが、その数が２〜３であってもよいし、５以上であってもよい。
また、図１２に示す例では、何れの素子列１４１Ａも、放射素子１４２Ａの数が等しい。但し、これら素子列１４１Ａは放射素子１４２の数が異なっていてもよい。
【００８４】
以上のような２ｎ−１列の素子列１４１Ａが板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺方向（Ｙ方向）に等間隔で並列されることによって、２ｎ−１列の素子列１４１Ａの全体として、放射素子１４２Ａが格子状に配列されている。
それぞれの素子列１４１Ａの中で並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓ（電子部品１１１の給電端子）に最も近い端の放射素子１４２Ａは、Ｘ方向における位置が揃っている。つまり、それぞれの素子列１４１Ａの中で並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓ（電子部品１１１の給電端子）に最も近い端の放射素子１４２Ａは、素子列１４１Ａの列方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に一列に配列されている。
【００８５】
隣り合う素子列１４１Ａの間隔（Ｙ方向に隣り合う放射素子１４２Ａの間隔）は何れも等しい。Ｙ方向に隣り合う放射素子１４２Ａの間隔とＸ方向に隣り合う放射素子１４２Ａの間隔は、等しくしてもよいし、異なっていてもよい。以下、素子列１４１Ａが並列されたものを放射素子アレイ１４０Ａという。
【００８６】
放射素子アレイ１４０Ａは、後述の並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓ（電子部品１１１の給電端子）を通って素子列１４１Ａの列方向（Ｘ方向）に対して平行な対称線１４９に関して線対称な形状に形成されている。素子列１４１Ａの列数が偶数であるので、何れの素子列１４１Ａも対称線１４９上に配置されていない。
なお、放射素子アレイ１４０Ａに含まれる複数の素子列１４１Ａの放射素子１４２の数が等しくない場合でも、放射素子アレイ１４０Ａが対称線１４９に関して線対称な形状に形成されている。
【００８７】
素子列１４１Ｂは、素子列１４１Ａと同様に、板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の長辺方向（Ｘ方向）に直線状に等間隔で配列された複数のパッチ型放射素子１４２Ｂと、これら放射素子１４２Ｂを直列接続する直結給電線路１４３Ｂと、を有する。何れの素子列１４１Ｂも、ピッチ（Ｘ方向に隣り合う放射素子１４２Ｂの間隔）が互いに等しい。
【００８８】
素子列１４１Ｂの放射素子１４２Ｂの配列方向と、素子列１４１Ａの放射素子１４２Ａの配列方向とは互いに平行である。素子列１４１Ｂの放射素子１４２Ｂのピッチ（Ｘ方向に隣り合う放射素子１４２Ｂの間隔）と、素子列１４１Ａの放射素子１４２Ａのピッチ（Ｘ方向に隣り合う放射素子１４２Ａの間隔）は互いに等しい。また、１列の素子列１４１Ｂに含まれる放射素子１４２Ｂの数と、１列の素子列１４１Ａに含まれる放射素子１４２Ａの数は互いに等しい。
【００８９】
以上のような２ｎ−１列の素子列１４１Ｂが板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺方向（Ｙ方向）に等間隔で並列されることによって、２ｎ−１列の素子列１４１Ｂの全体として、放射素子１４２Ｂが格子状に配列されている。
それぞれの素子列１４１Ｂの中で並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓ（電子部品１１１の給電端子）に最も近い端の放射素子１４２Ｂは、Ｘ方向における位置が揃っている。つまり、それぞれの素子列１４１Ｂの中で並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ｂは、素子列１４１Ｂの列方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に一列に配列されている。
【００９０】
隣り合う素子列１４１Ｂの間隔（Ｙ方向に隣り合う放射素子１４２Ｂの間隔）は、隣り合う素子列１４１Ａの間隔（Ｙ方向に隣り合う放射素子１４２Ａの間隔）に等しい。以下、素子列１４１Ｂが並列されたものを放射素子アレイ１４０Ｂという。
【００９１】
放射素子アレイ１４０Ｂと放射素子アレイ１４０Ａは素子列１４１Ａ，１４１Ｂの列方向（Ｘ方向）に並んでおり、放射素子アレイ１４０Ｂと放射素子アレイ１４０Ａとの間に給電線路形成領域１２２がある。
【００９２】
放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂの複合形状は、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓにおいて対称線１４９と直交する対称線１４８に関して線対称な形状となっている。また、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂの複合形状は、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓを中心とした２回対称の回転対称性を有する。
【００９３】
放射素子アレイ１４０Ａ，１４０Ｂがマイクロストリップアンテナとして機能すべく、地導体層１３７（図３参照）がアンテナ形成領域１２１全体に広がるように形成されており、地導体層１３７と放射素子１４２Ａ，１４２Ｂの間には誘電体接着層１３１及び誘電体基材１３２，１３３が介在する。
【００９４】
給電線路形成領域１２２には、並列給電線路１４５が形成されている。並列給電線路１４５は、２ｎ−１列の素子列１４１Ａ，１４１Ｂと電子部品１１１の給電端子との間に接続されている。並列給電線路１４５と電子部品１１１の給電端子との接続部が並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓである。
【００９５】
電子部品１１１に送信回路が組み込まれている場合、電子部品１１１が給電端子及び給電端点１４５ｓを通じて並列給電線路１４５に高周波電力を供給する。そして、並列給電線路１４５は、電子部品１１１によって給電端点１４５ｓに供給された高周波電力を２ｎ−１列の素子列１４１Ａ，１４１Ｂに分配して伝送するものである。
【００９６】
並列給電線路１４５は、ｎ段のＴ型分配部１４５ａを有するとともに、分配部１４５ａによって電子部品１１１の給電端子から素子列１４１Ａ，１４１Ｂにかけて２ｎに分岐したツリー状に形成されている。なお、電波の受信の場合、分配部１４５ａが合成部である。
【００９７】
電子部品１１１の給電端子からｍ段目（ｍは１からｎの任意の整数である）の分配部１４５ａの数は２ｍ−１である。
並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓが電子部品１１１から１段目の分配部１４５ａであり、電子部品１１１の給電端子が並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに接続されている。
隣接する段の分配部１４５ａは、給電線路１４５ｃによって接続されている。
電子部品１１１からｎ段目の分配部１４５ａは、給電線路１４５ｄを介して素子列１４１Ａ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ａ）又は素子列１４１Ｂ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ｂ）に接続されている。
【００９８】
何れの分配部１４５ａも、電子部品１１１又は前段の分配部１４５ａから伝送された高周波電力を２分配して、後段の分配部１４５ａ、素子列１４１Ａ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ａ）又は素子列１４１Ｂ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ｂ）に伝送するものである（送信の場合）。また、何れの分配部４５ａも、後段の分配部１４５ａ、素子列１４１Ａ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ａ）又は素子列１４１Ｂ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ｂ）から伝送された高周波電力を合成して、電子部品１１１又は前段の分配部１４５ａに伝送するものである（受信の場合）。
【００９９】
また、何れの素子列１４１Ａ，１４１Ｂも、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ａ，１４２Ｂから並列給電線路１４５を通って並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓまでの経路長（電気長）が等しい。従って、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の何れの放射素子１４２Ａ，１４２Ｂに、同位相の給電が行われる。
【０１００】
また、放射素子アレイ１４０Ａが対称線１４９に関して線対称な形状に形成されているので、対称線１４９に関して互いに対称な位置に配置された放射素子１４２Ａには、同位相の給電が行われる。放射素子アレイ１４０Ｂについても同様である。
【０１０１】
同一の素子列１４１Ａに含まれる放射素子１４２Ａは、並列給電線路１４５から離れるにつれて給電の位相が遅れる。それゆえ、放射素子アレイ１４０Ａは、板状アレイアンテナ１２０の法線方向に対して電子部品１１１側に傾斜した方角に最大放射強度となる電波指向性を有する。放射素子アレイ１４０Ｂについても同様である。
また、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂは対称線１４８に対して線対称であるため、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂの放射強度はほぼ等しく、電子部品１１１への傾斜角もほぼ等しい。
従って、放射素子アレイ１４０Ａの電波指向性と放射素子アレイ１４０Ｂの電波指向性の合成によって、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂの複合アンテナは、板状アレイアンテナ１２０の法線の方角に最大放射強度となる電波指向性を有する。
【０１０２】
なお、並列給電線路１４５がマイクロストリップライン型の信号伝送路として機能すべく、地導体層１３７（図１１参照）が給電線路形成領域１２２全体に広がるように形成されており、地導体層１３７と並列給電線路１４５の間には誘電体接着層１３１及び誘電体基材１３２，１３３が介在する。
【０１０３】
５．  効果
以上のように構成された無線モジュール１は、以下のような効果・利点を有する。
【０１０４】
（１）  放射素子アレイ１４０Ａ，１４０Ｂは格子状に配列された複数の放射素子１４２Ａ，１４２Ｂを有するものであるので、放射素子１４２Ａ，１４２Ｂの数が多く、放射素子アレイ１４０Ａ，１４０Ｂの面積が広い。よって、放射素子アレイ１４０Ａ，１４０Ｂの複合アンテナの高利得化が実現できるとともに、電波の長距離伝送を実現できる。
【０１０５】
（２）  放射素子アレイ１４０Ａの電波指向性と放射素子アレイ１４０Ｂの電波指向性が合成されて、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂとの複合アンテナの最大放射強度方向が板状アレイアンテナ１２０の法線方向になる。
【０１０６】
（３）  並列給電線路１４５の全ての分配部１４５ａが放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂとの間の領域に配置されている。よって、放射素子１４２Ａ，１４２Ｂから給電端点１４５ｓまでの経路長を最小限に抑えることができ、並列給電線路１４５における伝送損失を抑えることができる。
【０１０７】
（４）  素子列１４１Ａ，１４１Ｂのうち並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い放射素子１４２Ａ，１４２Ｂに並列給電線路１４５が接続されている。よって、放射素子１４２Ａ，１４２Ｂから並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓまでの経路長を最小限に抑えることができ、並列給電線路１４５における伝送損失を抑えることができる。
【０１０８】
（５）  並列給電線路１４５と放射素子アレイ１４０Ａ，１４０Ｂは共通の層に形成されているので、素子列１４１Ａ，１４１Ｂのうち並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い放射素子１４２Ａ，１４２Ｂから並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓまでの経路長を最小限に抑えることができる。よって、並列給電線路１４５における伝送損失を抑えることができる。
【０１０９】
（６）  並列給電線路１４５は一層に形成されたものであるので、層と層との間での位置ずれに起因した伝送損失が生じない。
【０１１０】
（７）  電子部品１１１の給電端子が並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに直接接続されているので、電子部品１１１と並列給電線路１４５との間における伝送損失を抑えることができる。
【０１１１】
６．  無線モジュールの変形例
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を上記実施形態に限定して解釈するものではない。また、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態から変更或いは改良してもよく、本発明にはその等価物も含まれる。以下に、上記実施形態からの変更点について幾つか説明する。
【０１１２】
（１）  図１３に示すように、複数の増幅器１５０が板状アレイアンテナ１２０上に、つまり、誘電体基材１３２の誘電体接着層１３１とは反対側の面に表面実装されている。増幅器１５０は１段目の分配部１４５ａと２段目の分配部１４５ａとを接続する給電線路１４５ｃの中途部に増幅器１５０が設けられており、その給電線路１４５ｃを通過する信号が増幅器１５０によって増幅される。この給電線路１４５ｃは、増幅器１５０よりも１段目の分配部１４５ａ側の部分と、増幅器１５０よりも２段目の分配部１４５ａ側の部分とに分断されている。そして、分断された両者が増幅器１５０を介して接続されている。
【０１１３】
これら増幅器１５０は、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに関して点対称な位置に配置されている。また、これら増幅器１５０は、対称線１４９に関して線対称な位置に配置されている。何れの増幅器１５０も、増幅器１５０から並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓまでの経路長（電気長）が互いに等しい。
【０１１４】
増幅器１５０はビアホール及び導体パターン層１３４，１３５等を介して配線１５５に接続され、その配線１５５から増幅器１５０に電源電圧が供給される。増幅器１５０は例えばプレアンプ（電子部品１１１が送信回路の場合）又は低ノイズアンプ（電子部品１１１が受信回路の場合）である。
【０１１５】
増幅器１５０によって信号が増幅されると、電波の長距離伝送を実現することができる。
【０１１６】
（２）  上記実施形態では、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０ＢがＸ方向に並んで、放射素子アレイ１４０Ａと放射素子アレイ１４０Ｂとの間に給電線路形成領域１２２が配置されていた。図１４に示すように、放射素子アレイ１４０Ａ，１４０Ｂに加えて、放射素子アレイ１４０Ｃと放射素子アレイ１４０ＤがＹ方向に並んで、放射素子アレイ１４０Ｃと放射素子アレイ１４０Ｄとの間に給電線路形成領域１２２が配置されていてもよい。ここで、放射素子アレイ１４０Ｃは複数列の素子列１４１Ｃからなり、放射素子アレイ１４０Ｄは複数列の素子列１４１Ｄからなる。
【０１１７】
この場合、素子列１４１Ａ，１４１Ｂ、１４１Ｃ，１４１Ｄの総列数を２ｎ（但し、ｎは２以上の整数）としたら、素子列１４１Ａの列数が２ｎ−2であり、素子列１４１Ｂの列数が２ｎ−2であり、素子列１４１Ｃの列数が２ｎ−2であり、素子列１４１Ｄの列数が２ｎ−2である。図１４に示す例では、ｎが５であり、素子列１４１Ａ，１４１Ｂ、１４１Ｃ，１４１Ｄは何れも８列あり、素子列１４１Ａ，１４１Ｂ、１４１Ｃ，１４１Ｄの総列数は３２である。
【０１１８】
素子列１４１Ｃは複数のパッチ型放射素子１４２Ｃ及び直結給電線路１４３Ｃを有する。何れの素子列１４１Ｃでも、複数の放射素子１４２Ｃが板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺方向（Ｙ方向）に直線状に等間隔で配列されている。これら放射素子１４２Ｃは、隣り同士の間に設けられた直結給電線路１４３Ｃによって直列接続されている。何れの素子列１４１Ｃも、ピッチ（ピッチとは、Ｙ方向に隣り合う放射素子１４２Ｃの間隔）が互いに等しい。
【０１１９】
素子列１４１Ｄも、素子列１４１Ｃと同様に、板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の短辺方向（Ｙ方向）に直線状に等間隔で配列された複数のパッチ型放射素子１４２Ｄと、これら放射素子１４２Ｄを直列接続する直結給電線路１４３Ｄと、を有する。何れの素子列１４１Ｄも、ピッチ（ピッチとは、Ｙ方向に隣り合う放射素子１４２Ｄの間隔）が互いに等しい。
【０１２０】
２ｎ−２列の素子列１４１Ｃが板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の長辺方向（Ｘ方向）に等間隔で並列され、２ｎ−２列の素子列１４１Ｄが板状アレイアンテナ１２０の矩形板状部１２６の長辺方向（Ｘ方向）に等間隔で並列されている。
【０１２１】
それぞれの素子列１４１Ｃの中で並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓ（電子部品１１１の給電端子）に最も近い端の放射素子１４２Ｃは、Ｙ方向における位置が揃っている。つまり、それぞれの素子列１４１Ｃの中で並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓ（電子部品１１１の給電端子）に最も近い端の放射素子１４２Ｃは、素子列１４１Ｃの列方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向）に一列に配列されている。放射素子アレイ１４０Ｄについても同様である。
【０１２２】
素子列１４１Ｃの放射素子１４２Ｃの配列方向と、素子列１４１Ｄの放射素子１４２Ｄの配列方向とは互いに平行である。素子列１４１Ｃ，１４１Ｄの放射素子１４２Ｃ、１４２Ｄの配列方向と、素子列１４１Ａ，１４１Ｂの放射素子１４２Ａ，１４２Ｂの配列方向とは垂直である。
【０１２３】
更に、何れの素子列１４１Ａ、１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄも、ピッチが互いに等しい。また、素子列１４１Ａの並列間隔、素子列１４１Ｂの並列間隔、素子列１４１Ｃの並列間隔、素子列１４１Ｄの並列間隔は、何れも等しい。
【０１２４】
放射素子アレイ１４０Ａ、１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄの複合形状は、対称線１４８，１４９に関して線対称な形状となっている。また、放射素子アレイ１４０Ａ、１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄの複合形状は、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓを中心とした４回対称の回転対称性を有する。
【０１２５】
並列給電線路１４５は、ｎ段の分配部１４５ａによって電子部品１１１の給電端子から素子列１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄにかけて２ｎに分岐したツリー状に形成されている。従って、電子部品１１１からｎ段目の分配部１４５ａは、給電線路１４５ｄを介して素子列１４１Ａ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ａ）、素子列１４１Ｂ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ｂ）、素子列１４１Ｃ（特に、並列給電線路１４５の給電端点に最も近い端の放射素子１４２Ｃ）又は素子列１４１Ｄ（特に、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに最も近い端の放射素子１４２Ｄ）に接続されている。
【０１２６】
放射素子アレイ１４０Ａ〜１４０Ｄの電波指向性の合成によって、放射素子アレイ１４０Ａ〜１４０Ｄの複合アンテナは板状アレイアンテナ１２０の法線の方角に最大放射強度となる電波指向性を有する。図１４に示す放射素子アレイ１４０Ａ〜１４０Ｄの複合アンテナは、図１２に示す放射素子アレイ１４０Ａ、１４０Ｂの複合アンテナよりも高利得である。
【０１２７】
なお、上記（１）の変形例の場合と同様に、複数の増幅器１５０が板状アレイアンテナ１２０上に表面実装されてもよい（図１５参照）。増幅器１５０は３段目の分配部１４５ａと４段目の分配部１４５ａとを接続する給電線路１４５ｃの中途部に増幅器１５０が設けられており（図１５参照）、その給電線路１４５ｃを通過する信号が増幅器１５０によって増幅される。
これら増幅器１５０は、並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓに関して点対称な位置に配置されている。また、これら増幅器１５０は、対称線１４９に関して線対称な位置に配置されている。また、これら増幅器１５０は、対称線１４８に関して線対称な位置に配置されている。何れの増幅器１５０も、増幅器１５０から並列給電線路１４５の給電端点１４５ｓまでの経路長（電気長）が互いに等しい。
【符号の説明】
【０１２８】
１，１０１…無線モジュール
２０，１２０…板状アレイアンテナ
２１，１２１…アンテナ形成領域
２２，１２２…給電線路形成領域
３１，１３１…誘電体接着層
３２，１３２，３３，１３３…誘電体基材
３７，１３７…地導体層
４１，１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ…直列型放射素子列
４２，１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃ，１４２Ｄ…放射素子
４５，１４５…並列給電線路
４５ｓ，１４５ｓ…給電端点
１５０…増幅器
【図１】
2019022067.tif 000003
【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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