(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多面体のモジュール本体、一つ以上のミリ波アンテナ、一つ以上の非ミリ波アンテナ及び無線周波数集積回路を備え、
前記無線周波数集積回路と前記ミリ波アンテナ及び前記非ミリ波アンテナとは、電気的に接続され、
前記モジュール本体は、前記ミリ波アンテナが設けられる第１面と、前記無線周波数集積回路が設けられる第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する接続面と、を有し、
前記接続面には、少なくとも前記非ミリ波アンテナの一部が設けられる、
ことを特徴とするミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項２】
各ミリ波アンテナは、シングル周波数又はマルチ周波数の単一線形分極、二重線形分極、単一円分極又は二重円分極型のアンテナのうちのいずれか一つである、
ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項３】
一つ以上のミリ波アンテナアレイは、複数の前記ミリ波アンテナから構成され、
各ミリ波アンテナアレイは、線形アレイ、正方形アレイ、矩形アレイ、三角形アレイ、円形アレイ、非等間隔アレイのうちのいずれか一つである、
ことを特徴とする請求項２に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項４】
前記ミリ波アンテナアレイは、一次元の線状アレイであり、
各ミリ波アンテナは、寸法が最低作動周波数ポイントの二つの等価誘導波波長（guided wave length）に等しく、
隣接する二つの前記ミリ波アンテナの間隔は、最低作動周波数ポイントの二つの自由空間波長（free-space wave length）以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項５】
各非ミリ波アンテナは、モノポールアンテナ（monopole antenna）、ダイポールアンテナ（dipole antenna）、パッチアンテナ（patch antenna）、スタックパッチアンテナ（stacked patch antenna）、逆Ｆアンテナ（IFA, inverted F antenna）、平面逆Ｆアンテナ（PIFA, planar inverted F antenna）、八木宇田アンテナ（Yagi-Uda antenna）、スロットアンテナ（slot antenna）、電磁ダイポールアンテナ（magnetic-electric dipole antenna）、喇叭アンテナ（horn antenna）、ループアンテナ（loop antenna）グリッドアンテナ(grid antenna)、キャビティバックアンテナ（cavity-backed antenna）、リーク波アンテナ（leaky-wave antenna）のうちのいずれか一つである、
ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項６】
前記非ミリ波アンテナの数は、二つであり、
各非ミリ波アンテナは、総長が作動周波数ポイントに対応する等価誘導波波長の１／４であり、
二つの前記非ミリ波アンテナの間隔は、最低作動周波数ポイントの０．０１の自由空間波長よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項７】
電源管理チップ、演算処理チップ、記憶チップのうちのいずれか一つ又は複数から構成されるその他のチップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項８】
前記モジュール本体には、前記非ミリ波アンテナと接続される接地層が設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【請求項９】
前記モジュール本体は、材質が低温同時焼成セミラック（LTCC, low-temperature co-fired ceramic）、高温同時焼成セミラック（HTCC, high-temperature co-fired ceramic）、セラミック、プリント回路基板（PCB, printed circuit board）、フレキシブルプリント回路（FPC, flexible printed circuits）、変更ＰＩ（MPI, Modified PI）、液晶ポリマー（LCP, liquid crystal polymer）、フッ素含有材のうちのいずれか一つである、
ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特にミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
５Ｇ時代の到来に伴い、高レベルＭＩＭＯ（multi-input and multi-output）の通信需要、新たな周波数帯域のカバー需要及びミリ波帯域の加入は拡大するため、アンテナ（ミリ波アンテナと非ミリ波アンテナを含む。）の数の需要はさらに拡大する。しかしながら、設備全体の空間を大幅に増大させることができないため、アンテナ設計がより困難となる。アンテナがコンパクトに設けられない場合に、設備全体の寸法を増大させ、製品の競争力が低下する。５Ｇの周波数帯域は、ミリ波帯域と非ミリ波帯域とを含む。現在、非ミリ波帯域のメインアンテナ設計は、分立式のアンテナであり、例えば、スタンピング鉄板、ＦＰＣ（flexible printed circuits）、ＬＤＳ（laser direct structuring）、ＰＤＳ（printed direct structuring）等を含む。一方、ミリ波帯域のメインアンテナ設計は、集積式のパッケージアンテナＡｉｐ（antenna-in-package）であり、アンテナとチップ（特にRFIC）とをパッケージアンテナモジュールに集積する。このように、５Ｇ時代のアンテナ数は、明らかに増加するため、５Ｇ設備内に多数の５Ｇ非ミリ波アンテナと５Ｇミリ波アンテナを分立に設置する必要がある。
【０００３】
設備全体の空間を大幅に増大させることができない。しかしながら、設備により多くの５Ｇ（ミリ波と非ミリ波）アンテナを収容する需要があるため、アンテナ設計がより困難となったり、コストがアップしたりする。また、アンテナがコンパクトに設けられない場合に、設備全体の寸法を増大させ、製品の競争力が低下する。
【０００４】
そこで、先行技術の問題を解消するための発明が期待される。
【発明の概要】
【０００５】
先行技術の問題を解消するため、本発明のある態様によれば、モジュール本体、一つ以上のミリ波アンテナ、一つ以上の非ミリ波アンテナ及び無線周波数集積回路を備え、前記無線周波数集積回路と前記ミリ波アンテナとは、電気的に接続され、前記無線周波数集積回路と前記非ミリ波アンテナとは、前記モジュール本体の同一平面に設けられ、又は、非平行空間に設けられる、ミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールが提供される。
【０００６】
これによれば、無線周波数集積回路と非ミリ波アンテナとは、モジュール本体が位置する平面と同一平面上に設けられ、又は、非平行空間に設けられ、特に非平行空間に設けられるため、設備側片の高さ空間を十分に利用することで、水平面積を大きく占有せずに、アンテナモジュールによる移動通信設備の全体寸法の増大を抑制することができ、コストを削減することができるので、製品の競争力が向上する。
【０００７】
各ミリ波アンテナは、シングル周波数又はマルチ周波数の単一線形分極、二重線形分極、単一円分極又は二重円分極型のアンテナのうちのいずれか一つであることが好ましい。
【０００８】
一つ以上のミリ波アンテナアレイは、複数の前記ミリ波アンテナから構成され、各ミリ波アンテナアレイは、線形アレイ、正方形アレイ、矩形アレイ、三角形アレイ、円形アレイ、非等間隔アレイのうちのいずれか一つであることが好ましい。
【０００９】
前記ミリ波アンテナアレイは、一次元の線状アレイであり、各ミリ波アンテナは、寸法が最低作動周波数ポイントの二つの等価誘導波波長（guided wave length）に等しく、隣接する二つの前記ミリ波アンテナの間隔は、最低作動周波数ポイントの二つの自由空間波長（free-space wave length）以下であることが好ましい。
【００１０】
各非ミリ波アンテナは、モノポールアンテナ（monopole antenna）、ダイポールアンテナ（dipole antenna）、パッチアンテナ（patch antenna）、スタックパッチアンテナ（stacked patch antenna）、逆Ｆアンテナ（IFA, inverted F antenna）、平面逆Ｆアンテナ（PIFA, planar inverted F antenna）、八木宇田アンテナ（Yagi-Uda antenna）、スロットアンテナ（slot antenna）、電磁ダイポールアンテナ（magnetic-electric dipole antenna）、喇叭アンテナ（horn antenna）、ループアンテナ（loop antenna）グリッドアンテナ(grid antenna)、キャビティバックアンテナ（cavity-backed antenna）、リーク波アンテナ（leaky-wave antenna）のうちのいずれか一つであることが好ましい。
【００１１】
前記非ミリ波アンテナの数は、二つであり、各非ミリ波アンテナは、総長が作動周波数ポイントに対応する等価誘導波波長の１／４であり、二つの前記非ミリ波アンテナの間隔は、最低作動周波数ポイントの０．０１の自由空間波長よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
電源管理チップ、演算処理チップ、記憶チップのうちのいずれか一つ又は複数から構成されるその他のチップをさらに備えることが好ましい。
【００１３】
前記モジュール本体には、前記非ミリ波アンテナと接続される接地層が設けられることが好ましい。
【００１４】
前記ミリ波アンテナと前記非ミリ波アンテナとの製造方法は、銀ペースト配線、ＬＤＳ（laser direct structuring）、ＰＤＳ（printed direct structuring）、ＦＰＣ、スタンピング金属片によって実現される。
【００１５】
前記モジュール本体は、外径が正方形、矩形、三角形、台形、Ｃ字型、Ｅ字型、Ｆ字型、Ｌ字型、Ｔ字型、Ｖ字型、Ｕ字型、Ｗ字型、Ｘ字型、Ｙ字型、Ｚ字型、凹字型、凸字型、口字型、回字型、円形、楕円形、円弧形のうちのいずれか一つであることが好ましい。
【００１６】
前記モジュールは、材質が低温同時焼成セミラック（LTCC, low-temperature co-fired ceramic）、高温同時焼成セミラック（HTCC, high-temperature co-fired ceramic）、セラミック、プリント回路基板（PCB, printed circuit board）、フレキシブルプリント回路（FPC, flexible printed circuits）、変更ＰＩ（MPI, Modified PI）、液晶ポリマー（LCP, liquid crystal polymer）、フッ素含有材のうちのいずれか一つであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
このようなモジュールを移動通信設備に適用すれば、設備側片の高さ空間を十分に利用することで、水平面積を大きく占有せずに、アンテナモジュールによる移動通信設備の全体寸法の増大を抑制することができ、コストを削減することができるので、製品の競争力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るシステムが設置される構造を示す概略図である。
【図４】図３と異なる角度から見た図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図９】本発明の第４実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図１０】本発明の第４実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図１１】本発明の第５実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図１２】本発明の第５実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図１３】本発明の第５実施例に係るシステムが設置される構造を示す概略図である。
【図１４】図１３と異なる角度から見た図である。
【図１５】本発明の第６実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図１６】本発明の第６実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図１７】本発明の第６実施例に係るシステムが設置される構造を示す概略図である。
【図１８】図１７と異なる角度から見た図である。
【図１９】本発明の第７実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図２０】本発明の第７実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図２１】本発明の第８実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図２２】本発明の第８実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【図２３】本発明の第８実施例に係るシステムが設置される構造を示す概略図である。
【図２４】図２３と異なる角度から見た図である。
【図２５】本発明の第９実施例に係る立体構造を示す概略図である。
【図２６】本発明の第９実施例に係る立体構造を示す他の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
第１実施形態
図１及び図２に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、モジュール本体１ａ、ミリ波アンテナアレイ２ａ、二つの非ミリ波アンテナ３ａ、無線周波数集積回路４ａ及び接続座５ａを備える。モジュール本体１ａは、矩形体である。ミリ波アンテナアレイ２ａは、モジュール本体１ａの長辺正面１１ａに設けられる。二つの非ミリ波アンテナ３ａは、それぞれモジュール本体１ａの二つの短辺側面１２ａからモジュール本体１ａの上面１３ａへ配線するように設けられる。無線周波数集積回路４ａ及び接続座５ａは、モジュール本体１ａの長辺背面１４ａに設けられる。
【００２１】
ミリ波アンテナアレイ２ａは、四つのミリ波アンテナからなる一次元の線状アレイにより形成される。四つのミリ波アンテナは、シングル周波数又はマルチ周波数の単一線形分極、二重線形分極、単一円分極又は二重円分極型のアンテナのうちのいずれか一つである。各ミリ波アンテナは、寸法が最低作動周波数ポイントの二つの等価誘導波波長に等しく、隣接する二つのミリ波アンテナの間隔は、最低作動周波数ポイントの二つの自由空間波長以下である。二つの非ミリ波アンテナ３ａは、単極サブアンテナであり、総長が作動周波数ポイントに対応する等価誘導波波長の１／４であり、二つの非ミリ波アンテナ３ａの間隔は、最低作動周波数ポイントの０．０１の自由空間波長よりも大きい。
【００２２】
図３及び図４に示すように、ミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、ＰＣＢ板６ａに位置する。二つの非ミリ波アンテナ３ａは、ミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールの左右両側において、それぞれ非ミリ波アンテナマッチングネットワーク７ａ及び非ミリ波アンテナフィードバックソース８ａと接続される。
【００２３】
本実施例では、無線周波数集積回路４ａと非ミリ波アンテナ３ａとは、非平行の空間に設けられているが、他の実施例では、非平行の空間又は同一の平面に設けられる。具体的には、モジュール本体１ａの形状に応じて設けられればよい。当業者は、第１実施例の記載により、無線周波数集積回路４ａと非ミリ波アンテナ３ａとを非平行の空間又は同一の平面に設けることができる。
【００２４】
設備側片の高さ空間を十分に利用することで、水平面積を大きく占有せずに、アンテナモジュールによる移動通信設備の全体寸法の増大を抑制することができ、コストを削減することができるので、製品の競争力が向上する。
【００２５】
第２実施例
図５及び図６に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第１実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、アンテナ整合モジュールの二つの非ミリ波アンテナ３ｂが二つの短辺側面１２ｂ及び上面１３ｂに加え、モジュール本体１ａの長辺正面１１ｂへ配線されるように設けられ、各非ミリ波アンテナ３ｂの各枝の総長が作動周波数ポイントに対応する等価誘導波波長の１／４であり、二つの非ミリ波アンテナ３ａの間隔は、最低作動周波数ポイントの０．０１の自由空間波長よりも大きい点で相違する。
【００２６】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００２７】
第３実施例
図７及び図８に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第２実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、二つの非ミリ波アンテナ３ｃが二つの短辺側面１２ｃ及び上面１３ｃ及び長辺正面１１ｃに加え、長辺背面１４ｃへ配線されるように設けられる点で相違する。
【００２８】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第１実施例及び第２実施例と同様の効果が得られる。
【００２９】
第４実施例
図９及び図１０に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第１実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、二つの非ミリ波アンテナ３１ｄ，３２ｄが異なる形式の非ミリ波アンテナであり、各枝の総長が作動周波数ポイントに対応する等価誘導波波長の１／４である点で相違する。
【００３０】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００３１】
第５実施例
図１１及び図１２に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第１実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、二つの非ミリ波アンテナ３１ｅが同じ形式のループアンテナであり、各非ミリ波アンテナ３１ｅの総長が作動周波数ポイントに対応する等価誘導波波長の１／２である点で相違する。また、その適用状態は、図１３及び図１４に示される。
【００３２】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００３３】
第６実施例
図１５及び図１６に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第５実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、二つの非ミリ波アンテナ３１ｆ，３２ｆが異なる形式のループアンテナである点で相違する。また、その適用状態は、図１７及び図１８に示される。
【００３４】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第５実施例と同様の効果が得られる。
【００３５】
第７実施例
図１９及び図２０に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第１実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、二つの非ミリ波アンテナ３ｇがモジュール本体の接地層と接続される点で相違する。
【００３６】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第５実施例と同様の効果が得られる。
【００３７】
第８実施例
図２１及び図２２に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第２実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、非ミリ波アンテナ３ｈの数が四つであり、二つの非ミリ波アンテナがモジュール本体の短辺側面、上面及び長辺正面に設けられ、他の二つの非ミリ波アンテナ短辺側面、上面及び長辺背面に設けられる点で相違する。また、図２３及び図２４に示すように、各非ミリ波アンテナ３ｈは、各非ミリ波アンテナマッチングネットワーク７ｈ及び非ミリ波アンテナフィードバックソース８ｈと接続される。
【００３８】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第２実施例と同様の効果が得られる。さらに、より多くの非ミリ波アンテナを収容することができる。
【００３９】
第９実施例
図２５及び図２６に示すように、本実施例に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、第１実施例とほぼ一致している。しかしながら、本実施例では、非ミリ波アンテナ３ｉが蛇行状である点で相違する。
【００４０】
本実施に係るミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールによれば、第２実施例と同様の効果が得られる。
【００４１】
以上、本実施形態及び各変形例について説明したが、上記実施形態及び各変形例は、本発明の適用例を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【要約】      （修正有）【課題】アンテナモジュールの寸法増大を抑制することで、コストを削減し製品の競争力を向上する。【解決手段】ミリ波と非ミリ波のアンテナ整合モジュールは、モジュール本体１ａ、一つ以上のミリ波アンテナアレイ２ａ、一つ以上の非ミリ波アンテナアレイ３ａ及び無線周波数集積回路を備える。無線周波数集積回路とミリ波アンテナとは、電気的に接続され、無線周波数集積回路と非ミリ波アンテナとは、モジュール本体の同一平面に設けられるか又は非平行空間に設けられる。【効果】これによれば、設備側片の高さ空間を十分に利用することで、水平面積を大きく占有せずに、アンテナモジュールによる移動通信設備の全体寸法の増大を抑制することができ、コストを削減することができるので、製品の競争力が向上する。【選択図】図１【図１】
0006933325.tif 000002
【図２】
0006933325.tif 000003
【図３】
0006933325.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006933325.tif 000006
【図６】
0006933325.tif 000007
【図７】
0006933325.tif 000008
【図８】
0006933325.tif 000009
【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】
0006933325.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
0006933325.tif 000022
【図２２】
0006933325.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0006933325.tif 000026
【図２６】
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