(57)【要約】【課題】  姿勢を傾けることなく、大幅なコストアップを生じずに、アンテナの指向性をシフト可能なパッチアンテナを提供する。【解決手段】  指向性を有するパッチアンテナ本体部１２０ａであって、誘電性があり、少なくとも１以上のスルーホール１２８を有する板体である誘電体基板１２３と、誘電体基板１２３裏面を覆っている第１グランド電極１２４ｂと、誘電体基板１２３表面における第１グランド電極１２４ｂと対向する対向領域の一部領域を覆っているアンテナ電極１２５と、誘電体基板１２３表面上の対向領域のうち、アンテナ電極１２５の近傍に局在する第２グランド電極１２６とを備え、スルーホール１２８は、第１グランド電極１２４ｂと第２グランド電極１２６との間に存在し、スルーホール１２８内には、第１グランド電極１２４ｂと第２グランド電極１２６とを電気的に接続するプラグ１３０が設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を有するパッチアンテナであって、
誘電性があり、少なくとも１以上のスルーホールを有する板体である誘電体基板と、
前記誘電体基板裏面を覆っている第１グランド電極と、
前記誘電体基板表面における前記第１グランド電極と対向する対向領域の一部領域を覆っているアンテナ電極と、
前記誘電体基板表面上の前記対向領域のうち、前記アンテナ電極の近傍に局在する第２グランド電極とを備え、
前記スルーホールは、前記第１グランド電極と前記第２グランド電極との間に存在し、当該スルーホール内には、前記第１グランド電極と前記第２グランド電極とを電気的に接続する導電体が設けられていることを特徴とするパッチアンテナ。
【請求項２】
前記指向性は、アンテナ電極の略中央を基準として、第１方向側寄りに設定されており、
前記第２グランド電極は、アンテナ電極の略中央を基準として、前記第１方向側に相反する第２方向側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。
【請求項３】
前記第２グランド電極は、帯状であって、その長手方向が、前記第１方向と直交するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載のパッチアンテナ。
【請求項４】
前記スルーホールは、長穴であって、その長手方向と、前記第２グランド電極の長手方向とが略一致することを特徴とする請求項３に記載のパッチアンテナ。
【請求項５】
前記スルーホールは、複数であって、その配列方向が、前記第２グランド電極の長手方向と略一致し、
前記アンテナ電極から放出される電磁波の誘電体基板内における波長をλとするとき、隣接するスルーホール同士の間隔が、λ／２以下となっていることを特徴とする請求項３に記載のパッチアンテナ。
【請求項６】
クレーム１に記載のパッチアンテナに、さらに、当該パッチアンテナに対して電力を入出力する半導体チップが実装された第２のスルーホールを有する別の基板が、誘電体基板の裏面側に積層されており、当該半導体チップと、前記第１グランド電極及び前記第２グランド電極の少なくとも一方及び前記アンテナ電極とが、前記第２のスルーホール内に配設された導電体を介して接続されてなるパッチアンテナ一体型モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッチアンテナに関し、特に、その指向性をシフトさせる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型で薄型の円偏波アンテナとしてパッチアンテナが普及びしている。
このパッチアンテナは、図７に示すように、矩形板状の誘電体基板１００１の裏面全域に、導電性のグラウンド電極１００２が形成され、さらに誘電体基板１００１の表面の中央領域に導電性のアンテナ電極１００３が形成されてなる本体部１０００を有する。（例えば、特許文献１）
アンテナ電極１００３に高周波の信号電力が給電され、さらに上記グラウンド電極１００２が接地されることにより、位相が９０°異なる二つの直交モードが励振され、円偏波電波が放射される。上記給電路としては、例えば、同軸ケーブルが用いられる。
【０００３】
また、小型で薄型の垂直偏波アンテナとして上記パッチアンテナを複数ライン状に配設したアレーアンテナでは、このアレーアンテナの１要素として組み込まれるパッチアンテナの中に、図８に示すように、パッチアンテナ間の電磁波干渉防止を目的として、上記隣り合うパッチアンテナの境界近傍において、グランド電極１００４の両端を延出し、その先端部を屈曲させた折り曲げ部１００２ａを有する本体部１０１０を備えたものがある。（例えば、特許文献２）
また、多層化された回路基板のうちの最上層をパッチアンテナの本体部１０００と同様の構成とし、パッチアンテナと回路基板とを一体化したものもある。（例えば、特許文献３）
これらのパッチアンテナは、いずれもアンテナ電極の表面と直交する方向のアンテナ利得が最大となる方向となる。つまり、アンテナ電極の表面と直交する方向に指向性を有する。
【０００４】
このようなパッチアンテナを適用した機器としては、複数の衛星から到達した電波を受信して、自己の位置を計測するＧＰＳ（Global Positioning System）車載器がある。
通常、ＧＰＳ車載器に用いられるパッチアンテナは、車のダッシュボード上の平坦な場所で、地面に水平な面に設置される場合が多い。
このとき、パッチアンテナの指向性は、車両の略真上となっており、上空約２万kmを周回する衛星からの電波を受信するには都合がよい。
【０００５】
この他にも、上述のＧＰＳ車載器と同様に、車内に置かれ使用される装置であって、外部装置との間で送受信する装置としてＥＴＣ（Electronic Toll Collection）車載器がある。
このＥＴＣ車載器もまた、ＧＰＳ車載器と同様にパッチアンテナを備えているものが多く、このパッチアンテナの設置場所は、ＧＰＳ車載器と同じく車のダッシュボード上である。
【特許文献１】特開２００２−１１３６７号公報
【特許文献２】特開平９−１７２３２１号公報
【特許文献３】特開２００１−９４３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＥＴＣ車載器は、料金所ゲート付近において５ｍ程度の高さに設置された路側アンテナとの間で、ゲート通過に際して事前に無線通信を行うので、ＧＰＳ車載器の場合よりも、パッチアンテナの指向性の方向からずれた方向に位置する路側アンテナに対して送受信することになるため、本来の性能よりもアンテナ利得が低減し、目的とする方向への送受信性能が低下するという問題がある。
【０００７】
この問題を解決する方策として、パッチアンテナの姿勢を前方に傾け、目的の送受信方向と指向性の方向とを近づけることも考えられる。
このようにすることで、簡便で、安価に目的とする送受信方向と指向性の方向とを近づけることができるが、その反面、パッチアンテナを傾けた分、高さ方向の量が増し、パッチアンテナの軽薄短小のメリットを生かせないという新たな問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、姿勢を傾けることなく、大幅なコストアップを生じずに、アンテナの指向性をシフト可能なパッチアンテナを提供することを第１の目的とする。
また、パッチアンテナを傾けることなく、大幅なコストアップを生じずに、アンテナの指向性がシフトされた、パッチアンテナと他の基板と融合させて一体化されてなるパッチアンテナ一体型モジュールを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の目的を達成するために、本発明のパッチアンテナは、以下を特徴とする。
Ａ）指向性を有するパッチアンテナであって、誘電性があり、スルーホールを有する板体である誘電体基板と、前記誘電体基板裏面を覆っている第１グランド電極と、前記誘電体基板表面における前記第１グランド電極と対向する対向領域の一部領域を覆っているアンテナ電極と、前記誘電体基板表面上の前記対向領域のうち、前記アンテナ電極の近傍に局在する第２グランド電極とを備えており、前記スルーホールは、前記第１グランド電極と前記第２グランド電極との間に存在し、当該スルーホール内には、前記第１グランド電極と前記第２グランド電極とを電気的に接続する導電体が設けられている。
【００１０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明のパッチアンテナ一体型モジュールは、以下を特徴とする。
Ｂ）上記Ａ）に記載のパッチアンテナに、さらに、当該パッチアンテナに対して電力を入出力する半導体チップが実装された第２のスルーホールを有する別の基板が、誘電体基板の裏面側に積層されており、当該半導体チップと、前記第１グランド電極及び前記第２グランド電極の少なくとも一方及び前記アンテナ電極とが、前記第２のスルーホール内に配設された導電体を介して接続されてなる。
【発明の効果】
【００１１】
１）上記Ａ）の構成により、本発明に係るパッチアンテナは、前記スルーホール内の導電体の存在により、第２グランド電極は、第１グランド電極と同電位になっており、第２グランド電極がアンテナ電極の近傍に局在することによって、電磁波シールド性能の位置的偏りが生じ、アンテナ電極を基準として、第２グランド電極が配設されている方向とは相反する方向に電磁波の出力方向が偏向される。
【００１２】
つまり、指向性がアンテナ電極表面と直交する方向から上述の偏向方向にシフトする。
２）さらに、上記Ａ）に記載のパッチアンテナにおいて、前記指向性は、アンテナ電極の略中央を基準として、第１方向側寄りに設定されており、前記第２グランド電極は、アンテナ電極の略中央を基準として、前記第１方向側に相反する第２方向側に位置していることが好ましい。
【００１３】
これにより、設定された指向性の方向と、現実の指向性とを一致させることができる。
３）上記２）に記載のパッチアンテナにおいて、前記第２グランド電極は、帯状であって、その長手方向が、前記第１方向と直交するように配設されていることが好ましい。
これにより、アンテナ電極の中心から見れば、指向性をシフトさせたい方向の側と反対の側において、電磁波シールドが幅広く形成されるため、電磁波はよりシフトさせたい方向を通過し易くなり、効率的に指向性を目的とする方向に設定することができる。
【００１４】
４）上記３）に記載のパッチアンテナにおいて、前記スルーホールは、長穴であって、その長手方向と、前記第２グランド電極の長手方向とが略一致するとしてもよい。
これにより、第２グランド電極と第１グランド電極との間に挟まれる誘電体基板における電磁波シールド性能を高め、より効率的にに指向性をアンテナ電極表面と直交する方向から目的とする方向へとシフトさせることができる。
【００１５】
５）上記３）に記載のパッチアンテナにおいて、前記スルーホールは、複数であって、その配列方向が、前記第２グランド電極の長手方向と略一致し、前記アンテナ電極から放出される電磁波の誘電体基板内における波長をλとするとき、隣接するスルーホール同士の間隔が、λ／２以下となっていることが望ましい。
これにより、上記スルーホール間に位置する誘電体基板から電磁波が洩れることが抑制される、即ち、電磁波シールド性能を高めることできるので、より効率的にに指向性をアンテナ電極表面と直交する方向から目的の方向へとシフトさせることができる。
【００１６】
また、本発明のパッチアンテナ一体型モジュールは、上記Ｂ）の構成により、上記導電体の存在によって、第２グランド電極は、第１グランド電極と同電位になっており、第２グランド電極がアンテナ電極の近傍に局在することによって、電磁波シールド性能が位置的に偏りが生じ、アンテナ電極を基準として、第２グランド電極が配設されている方向とは相反する方向電磁波の出力方向が偏向される。
【００１７】
つまり、指向性がアンテナ電極表面と直交する方向から上述の偏向方向にシフトする。
さらに、アンテナ電極への給電経路を短くすることができるため、外部ノイズの影響、ならびに電力ロスも低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態）
（１．構成）
図１は、本発明の実施形態におけるパッチアンテナを内蔵したＥＴＣ車載器の概略図である。
このＥＴＣ車載器１００は、車両に装着されており、料金所ゲートに設置した路側アンテナ５００との間で無線通信を行い、自動的に有料道路の料金の支払いを行う。
【００１９】
ＥＴＣ車載器１００は、ＥＴＣ本体部１１０内にパッチアンテナ部１２０とパチアンテナを制御する制御部１１２とが金属ワイヤや、プリント配線を介して接続されてなる。
なお、このＥＴＣ車載器を使用するためには、ＥＴＣ本体部１１０に設けられたカード挿入口１１１にＥＴＣパスカード９０を挿入して、機器を有効な状態にしなければならない。
【００２０】
以下、ＥＴＣ車載器１００について詳細に説明する。
図２は、パッチアンテナ部１２０の電波の送受信状況を示す図である。
ＥＴＣ車載器１００は、車両のダッシュボード表面上に置かれ、パッチアンテナ部１２０は周波数５．８Ｈｚ用の平面型アンテナである。
上記ダッシュボート表面が略水平とした場合、想定される相手側の路側アンテナ５００の方向は、鉛直線に対してθ0の角度を成す方向である。
【００２１】
図３は、パッチアンテナ部１２０内部に配設されているパッチアンテナ本体部１２０ａの構成を示す部分断面斜視図である。
パッチアンテナ本体部１２０ａは、矩形状の誘電体基板１２３の裏面略全域に第１グランド電極１２４bが形成され、また、誘電体基板１２３表面の略中央の領域を覆って矩形のアンテナ電極１２５が形成され、さらに、当該表面の外縁を構成する４辺のうちの一辺に沿って矩形の第２グランド電極１２６が形成され、アンテナ電極１２５と上記裏面に位置する後述の給電電極１２４cとがプラグ１２９を介して接続されており、また、第１グランド電極１２４bと第２グランド電極１２６とが導電体の一例としての複数のプラグ１３０によって接続されてなる。
【００２２】
誘電体基板１２３は、例えば、比誘電率４．６の板体であり、スルーホール１２７及びスルーホール１２８が形成されている。
このうち、スルーホール１２７は、後述の給電電極１２４ｃ及びアンテナ電極１２５側においても、連続的に形成されており、また、スルーホール１２８は、後述の第１グランド電極１２４ｂ及び後述の第２グランド電極１２６側においても、連続的に形成されている。
【００２３】
第１グランド電極１２４ｂは、銅箔からなり、誘電体基板１２３の裏面の略全域を覆って形成されている。
この第１グランド電極１２４ｂは、ＥＴＣ本体部１１０内にある不図示の送受信回路と接続され、接地されている。
第１グランド電極１２４ｂの略中央をリング状にエッチングするなどして上記銅箔の一部を除去した除去領域１２４ａが存在し、この除去領域１２４ａの中心には、第１グランド電極１２４ｂと電位的に隔絶された給電電極１２４ｃが存在する。
【００２４】
アンテナ電極１２５は、銅箔からなり、誘電体基板１２３表面の略中央を覆って形成されている。
パッチアンテナ部１２０に接続されるＥＴＣ本体部１１０内にある制御部１１２の送受信回路が、周波数５．８ＧHｚで励振するように設定されている。
このため、このアンテナ電極１２５は、受信時においては、入射される電磁波のうち、周波数５．８ＧHｚ前後の成分を電気信号に変換する。また、送信時においては、周波数５．８ＧHｚのベース信号に所定の変調方式により変調された電気信号が入力される。
【００２５】
第２グランド電極１２６は、銅箔からなり、その長手方向が誘電体基板１２３表面における四辺のうち、一方の短辺に沿って形成されている。なお、第２グランド電極１２６は一方の短辺にのみ形成されているが、隣接した２辺もしくは３辺であっても良い。
給電電極１２４ｃは、ＥＴＣ本体部１１０内にある制御部１１２の送受信回路に接続されている。
【００２６】
プラグ１２９は、導電性材料からなり、給電電極１２４ｃとアンテナ電極１２５との間に設けられたスルーホール１２７内に配設されている。
プラグ１３０は、導電性材料からなり、誘電体基板１２３における、第２グランド電極１２６と第１グランド電極１２４ｂとの間に挟まれる領域において、第２グランド電極１２６に沿って等間隔に配された複数のスルーホール１２８内に配設されている。
【００２７】
図３に示すように、隣接するプラグ１３０同士の間隔をＬeとすると、このＬeの値は、誘電体基板中での電磁波の波長をλ’とした場合、Ｌe≦λ’／２となるように設定されている。
（第２グランド電極の配設理由）
第１グランド電極１２４b及び第２グランド電極１２６は、接地されているため電磁波を遮断するので、アンテナ電極１２５から放射される電磁波は、これらの電極が配設されていない場所を通ろうとする。
【００２８】
従来のパッチアンテナにおける本体部１０００のように、第２グランド電極１２６がない構成では、アンテナ電極１２５から放射される電磁波は、アンテナ電極１２５表面と直交し、誘電体基板１２３の裏面から表面へと向かう方向（以下、「基準方向」という。）となっているが、さらに、この構成に及び第２グランド電極１２６が加わることにより、放射される電磁波の方向が、電磁波シールド性能が相対的に劣っている側、即ち、第２グランド電極１２６が位置する側の反対側に偏向する。
【００２９】
これは、アンテナ電極１２５から放射される電磁波に限らず、当該アンテナ電極１２５に受信される電磁波についても同様の傾向となる。
第２グランド電極１２６を配設する目的は、上述のように、アンテナ指向性の傾きを上記基準方向から目的とする側へとシフトさせることにある。
（プラグ１３０の間隔設定理由）
以下、Ｌeの値が、λ’／２≧Ｌeの条件を満たすように設定されている理由について述べる。
【００３０】
隣接するプラグ１３０同士の間隔Ｌe、誘電体基板中での電磁波の波長λ’をパラメータとして、電磁波シミュレーションを実施したところ、λ’／２≧Ｌeの条件を満たす場合、誘電体基板１２３内のプラグ１３０を横切るｘｚ平面上の領域（以下、「プラグ列形成領域」という。）において、１／λ’の周波数以下の電磁波を遮断する電磁波シールド効果が十分得られることがわかった。
【００３１】
さらに、本シミュレーション結果から、Ｌeの値は、小さいほど、より高い電磁波シールド効果が得られることがわかった。
つまり、λ’／２≧Ｌeの条件を満たす場合は、各プラグ１３０間の誘電体基板１２３においても第１グランド電極１２４ｂが存在しているものとみなすことができ、第１グランド電極１２４b、第２グランド電極１２６及びプラグ列形成領域を、一体のグランド電極として機能させることができる。
【００３２】
隣接するプラグ１３０同士の間隔Ｌeの値をλ’／２、≧Ｌeと設定したのは、プラグ列形成領域を通過する電磁波の洩れを抑制し、アンテナ指向性の傾きを、上記基準方向からより大きくシフトさせるためである。
（角度θの調整に関わるパラメータとその具体的数値について）
（１）Ｌeの値について
Ｌeの具体的数値は、以下のように設定されている。
【００３３】
周波数ｆ（Ｈｚ）と真空中での電磁波の波長λ（ｍ）との関係は、真空中の電磁波の速度ｃ（ｍ／ｓｅｃ）を用いて、数１のように示される。
【００３４】
【数１】
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【００３５】
また、誘電体基板１２３内における波長短縮率は、誘電体基板１２３の比誘電率εｒを用いて、数２のように示される。
【００３６】
【数２】
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【００３７】
以上より、誘電体基板中での電磁波の波長λ’（ｍ）は、数３のように示される。
【００３８】
【数３】
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【００３９】
誘電体基板１２３の比誘電率εｒは、４．６、周波数ｆは、５．８Ｈｚ、真空中の電磁波の速度ｃは、３×１０8ｍ／ｓｅｃであるので、数４の関係が成り立つ。
【００４０】
【数４】
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【００４１】
Ｌｅは、Ｌe≦λ’／２＝１２．５であるので、Ｌｅの値は、１２．５ｍｍ以下に設定されている。
この指向性の方向とアンテナ電極１２５の表面に対して直交する方向とが成す角度θが目的とする角度θ0とになるべく近くなるように設定されている。
以上の構成により、パッチアンテナを主面に対して垂直な方向からシフトした方向における送受信においても、高いアンテナ利得が確保することができる。
（２．製造方法）
パッチアンテナ本体部１２０ａは、通常の多層プリント基板の製造方法と同様の方法で作製される。
【００４２】
より具体的には、誘電体基板１２３の両面に銅箔が形成されたものを用意し、この誘電体基板の両面に、１）目的とするパターンでマスキングを施し、２）エッチンング処理を行って、マスキングが施されなかった箇所の銅箔部分を除去し、第１グランド電極１２４b、給電電極１２４c、第２グランド電極１２６及びアンテナ電極１２５を一挙に形成する。
【００４３】
さらに、異なる層間を接続するために、いわゆるスルーホール技術と呼ばれる製造技術が適用されている。
より具体的には、このスルーホール技術では、３）フライス加工やレーザ加工などにより、複数のスルーホール１２８及びスルーホール１２７を誘電体基板の厚み方向に形成し、４）これらのスルーホール内にプラグとなる導電材料又は導電ペーストなどを充填した後、５）加熱後常温に保持することにより、上記導電材料又は導電ペーストを軟化及び硬化させて、異なる層間を接続する導電路を形成する。
【００４４】
その他、スルーホール内に導電材料又は導電ペーストを充填して加熱硬化させることに代えて、スルーホールの内面にメッキを施し、導電路を形成することもできる。
その場合、送受信する信号の周波数が高くなればなるほど、導電路の表面に電流が集中する表皮効果を考慮して、メッキ厚は、送受信周波数に対応する表皮深さ以上に設定することが望ましい。
【００４５】
このようにスルーホール技術を用いてパッチアンテナ本体部１２０ａを作製する場合には、コストの低減化を図るためにスルーホールの数ｎをできるだけ少なくすることが望ましい。
しかしながら、上述したスルーホール１２８の間隔Ｌｅの制約、即ち、Ｌe≦λ’／２を満足する必要があるため、現実的には、コスト低減化と電磁波シールド性能の目標値達成が両立可能なＬｅ及びｎの値に収束する。
【００４６】
なお、本実施形態では、ＥＴＣ車載器１００の送受信周波数が５．８Ｈｚを用いたが、これに限らず、周波数の値がどのような値であっても構わない。
（変形例１）
本実施形態では、スルーホール１２８は、第２グランド電極１２６と第１グランド電極１２４ｂとの間に挟まれる領域において、第２グランド電極１２６に沿って等間隔に複数配されているとしたが、スルーホール１２８は、１つだけでもよく、例えば、図４に示すように、誘電体基板１２３、第１グランド電極１２４ｂ及び第２グランド電極１２６内において、第２グランド電極１２６と第１グランド電極１２４ｂとの間に挟まれる領域に、横長のスルーホール１５８を１つ設けてもよい。
【００４７】
その場合、横長のスルーホール１５８内に、第１グランド電極１２４ｂと第２グランド電極１２６とを接続する導電性のプラグ１６０を配設してもよい。
また、このように横長のスルーホール１５８内に導電性のプラグを充填すると、上述した表皮効果により芯部には電流が流れないので、材料コストを低減する目的で、横長のスルーホール１５８にプラグを充填する代わりに、横長のスルーホール１５８の内面にメッキを施すことが望ましい。
【００４８】
また、スルーホールの断面形状は、円形、横長穴形状に限らず、どのような形状であってもよく、これらの組み合わせであっても構わない。
（変形例２）
図５は、パッチアンテナ本体部１２０ａとＥＴＣ本体部１１０内の回路基板とを結合したパッチアンテナ一体型モジュールを内蔵するＥＴＣ車載器の概略図である。
【００４９】
ＥＴＣ車載器２００は、車両に装着されており、実施形態におけるＥＴＣ車載器１００と同様に、料金所ゲートに設置した路側アンテナ５００との間で無線通信を行い、自動的に有料道路の料金の支払いを行う。
ＥＴＣ車載器２００は、ＥＴＣ本体部２１０内にパッチアンテナ一体型モジュール２２０が内包されてなる。
【００５０】
なお、このＥＴＣ車載器２００を使用するためには、実施形態のＥＴＣ車載器１００と同様に、ＥＴＣ本体部２１０に設けられたカード挿入口２１１にＥＴＣパスカード９０を挿入して、機器を有効な状態にしなければならない。
以下、パッチアンテナ一体型モジュール２２０について詳細に説明する。
パッチアンテナ一体型モジュール２２０は、図６に示すように、半導体チップなどが実装された多層プリント基板群２２２上に、実施形態におけるパッチアンテナ本体部１２０ａに相当するパッチアンテナ本体部２２１をさらに積層したものである。
【００５１】
なお、図６には、全ての基板のベースとなるセット基板２３１も合わせて示されている。
パッチアンテナ本体部２２１は、周波数５．８Ｈｚ用の平面型アンテナであって、このパッチアンテナ本体部２２１に含まれる各部材は、上述したパッチアンテナ本体部１２０ａに含まれる各部材と１対１で対応しており、対応する部材同士が同一の機能及び構成を有するため、ここではパッチアンテナ本体部２２１に含まれる各部材についての詳細な説明は省略し、上記対応関係のみを表１に示す。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
多層プリント基板群２２２は、第１基板２２２ａ、第２基板２２２ｂ及びセット基板２３１からなる。
第１基板２２２ａは、複数の配線パターンの集まりからなる配線パターン群２４１が形成された誘電体基板２３０の裏面（ｚ軸方向下面側）に、半導体チップ２５０がフェイスダウンボンディングされている。
【００５４】
半導体チップ２５０は、複数のボールバンプの集まりからなるボールバンプ群２５１が一方の主面外周に配設され、入力信号を増幅、分周及び逓倍して出力する。
上記ボールバンプ群２５１のうち、ボールバンプ２５１ａは、アンテナ電極用の信号入出力端子となっている。
上記誘電体基板２３０には、上述のプラグ２２９ａ及び複数のプラグ２３０ａに対応する位置に、それぞれ円形状のスルーホールが設けられており、それぞれのスルーホール内にプラグ２２９ｂ及び複数のプラグ２３０ｂが配されている。
【００５５】
上記配線パターン群２４１のうち、配線パターン２４１ａは、プラグ２２９ｂと半導体チップ２５０のＡ部に配されたボールバンプ２５１ａとを電気的に接続するように形成されている。
第２基板２２２ｂは、その中央領域が大きく開口した枠状の誘電体基板２６０に、複数のスルーホールそれぞれに導電性を有するプラグ２６１が配されている。
【００５６】
この第２基板２２２ｂは、パッチアンテナ一体型モジュール２２０内に半導体チップ２５０を収容するためのキャビティを形成すると共に、セット基板２３１と第１基板２２２ａ間の異なった層間とを、上記複数のプラグ２６１を介し電気的に接続するためのものである。
セット基板２３１は、誘電体基板２７０における第２基板２２２ｂとの対向面に所定の配線パターン２６２（グランド配線パターン２６２ｂを含む）が形成された、全ての基板のベースとなる基板であり、パッチアンテナ一体型モジュール２２０以外の不図示の部品も実装されている。
【００５７】
パッチアンテナ本体部２２１の表面の第２グランド電極２２６は、プラグ２３０ａ、プラグ２３０ｂ、プラグ２３０ｃを介してグランド配線パターン２６２ｂに接続されている。
また、上述のように、プラグ２３０ａ、プラグ２３０ｂ及びプラグ２３０ｃをそれぞれ別個の部材とする必要はなく、例えば、プラグ２３０ａ、プラグ２３０ｂ及びプラグ２３０ｃを一体として構成して配設してもよい。
【００５８】
同様に、プラグ２２９ａ及びプラグ２２９ｂは、それぞれ別個の部材として記載したが、例えば、プラグ２２９ａ及びプラグ２２９ｂを一体として構成したプラグ２２９を代替部材として配設してもよい。
以上のように構成されたパッチアンテナ一体型モジュール２２０は、半導体チップ２５０から出力された信号が、短尺なスルーホール内に形成された導電路、即ち、プラグ２２９ａ及びプラグ２２９ｂを介してアンテナ電極２２５に入力され、電磁波として空中へと放射されるため、ケーブル１１３のような長尺な導電路を設ける必要がなく、外部からのノイズの影響、ならびに電力ロスも低減化される。
【００５９】
また、パッチアンテナ一体型モジュール２２０の製造方法については、半導体チップ２５０がバンプを用いてフェイスダウンボンディングされていることを除いてパッチアンテナ部１２０の製造方法と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明にかかるパッチアンテナ。は、特定方向の電波を送受信する装置に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】は、本発明の実施形態におけるパッチアンテナを内蔵したＥＴＣ車載器の概略図である。
【図２】は、本発明の実施形態におけるパッチアンテナ部の電波の送受信状況を示す  図である。
【図３】は、本発明の実施形態におけるパッチアンテナ部内に配設されているパッチアンテナ本体部の構成を示す部分断面斜視図である。
【図４】は、本発明の実施形態におけるパッチアンテナの変形例である。
【図５】は、本発明の実施形態におけるパッチアンテナ一体型モジュールを内蔵するＥＴＣ車載器の概略図である。
【図６】は、本発明の実施形態の変形例におけるパッチアンテナを内蔵したＥＴＣ車載器の概略図である。
【図７】は、従来の構成その１を示す部分断面斜視図である。
【図８】は、従来の構成その２を示す部分断面斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
９０    ＥＴＣパスカード
１００    ＥＴＣ車載器
１１０    ＥＴＣ本体部
１１１    カード挿入口
１１３    ケーブル
１２０    パッチアンテナ部
１２０ａ  パッチアンテナ本体部
１２３    誘電体基板
１２４ａ  除去領域
１２４ｂ  第１グランド電極
１２４ｃ  給電電極
１２５    アンテナ電極
１２６    第２グランド電極
１２７    スルーホール
１２８    スルーホール
１２９    プラグ
１３０    プラグ
１５８    スルーホール
１６０    プラグ
２００    ＥＴＣ車載器
２１０    ＥＴＣ本体部
２１１    カード挿入口
２２０    パッチアンテナ一体型モジュール
２２１    パッチアンテナ本体部
２２２    プラグ
２２２    多層プリント基板群
２２２ａ  第１基板
２２２ｂ  第２基板
２２５    アンテナ電極
２２９    プラグ
２２９ａ  プラグ
２２９ｂ  プラグ
２３０    誘電体基板
２３０ａ  プラグ
２３０ｂ  プラグ
２３０ｃ  プラグ
２３１    セット基板
２４１    配線パターン群
２４１ａ  配線パターン
２４１ｂ  配線パターン
２５０    半導体チップ
２５１    ボールバンプ群
２５１ａ  ボールバンプ
２６０    誘電体基板
２６１    プラグ
２６２    配線パターン
２７０    誘電体基板
５００    路側アンテナ
【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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