专利名称：水平方向辐射天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于例如微波或毫米波等的高频信号的水平方向辐射天线。
背景技术：
作为现有技术的水平方向辐射天线，在非专利文献I中记载了下述结构，即在电介质基板的表面形成有供电线路、平衡-不平衡变换器电极(以下称为“平衡器电极”)、辐射元件、无源元件等，并且在电介质基板的背面形成有接地导体板。另外，在专利文献I中记载了下述结构，即在电介质基板的表面设置了供电用的微波传输带(micro strip)线路和导电体套，并且在电介质基板的背面设置了接地导体板。这种情况下，微波传输带线路的前端部位于电介质基板的端部侧，与接地导体板电连接。另夕卜，导电体套被形成为一端侧开口的箱状，包围微波传输带线路的前端部，并且其周边部通过多个导体插头(Pin)而与接地导体板电连接。之后，导电体套与接地导体板的端缘相协作在平行于电介质基板的方向上构成了 1/2波长的长度的狭槽(slot)。而且，在专利文献2中记载了下述结构，即在电介质基板的表面设置了具有端部侦岍口的切口部的接地电极，并且在该接地电极的切口部内设置了供电电极。这种情况下，通过供电电极的外周缘和接地电极的内周缘而形成了狭槽线路。(现有技术文献)(非专利文献)非专利文献I :W.R.Deal, N. Kaneda, J. Sor, Y. Qian, and T. Itoh, " ANewQuasi-Yagi Antenna for Planar Active Antenna Arrays" , IEEE Trans. MicrowaveTheory Tech.，June 2000，Vol. 48，No. 6，pp. 910-918(专利文献)专利文献I :日本特开平6-204734号公报专利文献2 :日本特开2007-311944号公报
发明内容
(发明要解决的课题)然而，在非专利文献I的天线中，除了在供电线路形成了平衡器电极之外，还通过沿着与供电线路延伸的方向相正交的方向扩展的2个U字形状电极构成了平衡器电极。因此，需要确保用于形成平衡器电极的空间，存在天线整体易变大的倾向。另外，在专利文献I的天线中，需要与电介质基板独立地设置导电体套。为此，除了存在天线相对于电介质基板的厚度方向变大的问题之外，还存在着构造复杂化、制造成本上升的问题。而且，虽然导电体套的周边部通过多个导体插头而与接地导体板进行了电连接，但是却无法在成为供电线路的微波传输带线路所通过的位置处配置导体插头。因而，也存在着电力从导电体套之中的微波传输带线路的周围部分泄露这样的问题。另外，在专利文献2的天线中，除了在电介质基板的表面设置供电电极和接地电极之外，还在电介质基板的背面设置了接地电极。然而，在电介质基板的内部却未设置阻碍电磁波传播的构成。因而，在表面侧的接地电极与背面侧的接地电极之间形成了平行平板模式的电磁波，由于该电磁波在电介质基板的 内部传播，由此存在着产生电力泄露的问题。本发明是鉴于上述的现有技术中存在的问题而提出的，其目的在于提供一种小型且能抑制电力泄露的水平方向辐射天线。(用于解决课题的手段)为了解决上述课题，技术方案I的发明涉及的一种水平方向辐射天线，其构成为具备基板，其由绝缘性材料构成；接地导体板，其设置于该基板的背面侧，且与地连接；细长的辐射元件，其设置于所述基板的表面侧，且与该接地导体板隔开间隔而对置；供电线路，其由设置于所述基板的表面侧的导体图案构成，且与该辐射元件连接；和至少一个无源元件，其相比所述辐射元件而位于所述基板的端部侧，设置于所述基板，与所述辐射导体并列地延伸，并且与所述接地导体板及辐射元件绝缘；在所述基板上，在与所述供电线路对置的位置处设置中间接地导体板，该中间接地导体板相比所述接地导体板而位于所述基板的表面侧，并且在与所述接地导体板之间形成高低差且与地连接；所述接地导体板与辐射元件之间的间距尺寸大于该中间接地导体板与供电线路的导体图案之间的间距尺寸。在技术方案2的发明中，所述中间接地导体板具备口字状框部，该口字状框部在所述基板的端部侧开口的状态下按照大致-字状来环绕所述辐射元件及无源元件。在技术方案3的发明中，所述供电线路通过微波传输带线路而构成，所述微波传输带线路由在所述基板的表面设置了所述导体图案的条形导体构成。在技术方案4的发明中，所述基板由层叠了多个绝缘层的多层基板构成；所述接地导体板、辐射元件、及中间接地导体板配置在相对于该多层基板的厚度方向而彼此不同的位置处；所述接地导体板和中间接地导体板构成为，利用贯通位于所述接地导体板与中间接地导体板之间的所述绝缘层的多个通孔导体(via)进行电连接。(发明效果)根据技术方案I的发明，若按照与辐射元件并列的状态设置了无源元件，则无源元件起到电感器的作用。因此，从辐射元件来看，能够朝向无源元件的方向具有指向性，能够从基板的端部侧朝向平行于基板的水平方向辐射电磁波。另外，由于在与接地导体板对置的位置处设置辐射元件，因而能够在不采用平衡器电极的情况下向辐射元件供电。除此之外，能够在不采用导体套的情况下辐射电磁波。因而，相比采用了平衡器电极或导体套的情况，能够使天线整体小型化。另外，设置了在与接地导体板之间形成有高低差的中间接地导体板，并且接地导体板与辐射元件之间的间距尺寸大于中间接地导体板与供电线路的导体图案之间的间距尺寸。此时，相比供电线路侧，辐射元件侧更易辐射电磁波。除此之外，由于设置了在与接地导体板之间形成有高低差的中间接地导体板，因而这些高低差部分起到反射器的作用。其结果，从辐射元件来看，能够提高向配置有无源元件的基板的端部侧辐射的辐射特性。而且，由于通过接地导体板与中间接地导体板之间的高低差部分能够反射电磁波，因而能够防止电力向基板内部的泄露。根据技术方案2的发明，由于中间接地导体板具备3字状框部，其中，所述3字状框部在基板的端部侧开口的状态下按照大致-字状来环绕辐射元件及无源元件，因而接地导体板与中间接地导体板之间的高低差部分也形成为大致-字状。因此，除了能够朝向口字状框部开口的基板的端部侧辐射电磁波之外，还能够抑制电磁波向-字状框部开口的宽度方向两端侧的扩展。由此，从 辐射元件来看，能够提高向无源元件的方向辐射的辐射特性。根据技术方案3的发明，由于供电线路通过在高频电路中一般采用的微波传输带线路而构成，因而能够容易连接高频电路和天线。根据技术方案4的发明，接地导体板、辐射元件、及中间接地导体板设置于层叠了多个绝缘层的多层基板。为此，例如通过在多层基板的背面设置接地导体板，在多层基板的表面设置辐射元件，并且在绝缘层之间设置中间接地导体板，由此相对于厚度方向，能够在接地导体板与辐射元件之间容易配置中间接地导体板。除此之外，接地导体板和中间接地导体板利用贯通位于接地导体板与中间接地导体板之间的绝缘层的多个通孔导体进行电连接。因而，能够在接地导体板与中间接地导体板之间的高低差部分配置多个通孔导体，通过这些通孔导体使电磁波朝向基板内部反射。另外，通过在绝缘层形成导体图案或进行通孔导体加工等，来堆积多个绝缘层，由此能够形成天线，故容易适用于批量生产。
图I是表示本发明的第I实施方式涉及的水平方向辐射天线的立体图。图2是表示图I中的水平方向辐射天线的俯视图。图3是从图2中的箭头所示III-III方向看到水平方向辐射天线的剖视图。图4是从图2中的箭头所示IV-IV方向看到水平方向辐射天线的剖视图。图5是表示第2实施方式涉及的水平方向辐射天线的立体图。图6是表示图5中的水平方向辐射天线的俯视图。图7是表示图5中的水平方向辐射天线的与图3同样位置的剖视图。图8是表示第3实施方式涉及的水平方向辐射天线的俯视图。图9是表示图8中的水平方向辐射天线的与图3同样位置的剖视图。图10是表示第4实施方式涉及的水平方向辐射天线的俯视图。图11是表示第5实施方式涉及的阵列天线的俯视图。图12是表示第I变形例涉及的水平方向辐射天线的俯视图。图13是表示第2变形例涉及的水平方向辐射天线的立体图。图14是表示图13中的水平方向辐射天线的俯视图。图15是表示图13中的水平方向辐射天线的与图3同样位置的剖视图。
具体实施例方式下面，举出作为本发明的实施方式涉及的水平方向辐射天线而在60GHz频带的情况下使用的天线的例子，边参照附图边详细说明。图I 图4表示第I实施方式涉及的水平方向辐射天线I。该水平方向辐射天线I通过后述的多层基板2、接地导体板5、辐射元件6、无源元件9、中间接地导体板10等而构成。多层基板2形成为，相对于相互正交的X轴方向、Y轴方向、及Z轴方向之中的例如X轴方向及Y轴方向而平行扩展的平板状。该多层基板2，相对于成为宽度方向的Y轴方向而具有例如几_程度的宽度尺寸，相对于成为长度方向的X轴方向而具有例如几_程度的长度尺寸，且相对于成为厚度方向的Z轴方向而具有例如几百U m程度的厚度尺寸。
另外，多层基板2具有从背面2B侧朝向表面2A侧沿着Z轴方向层叠的2层的绝缘层3、4。各绝缘层3、4利用例如相对介电常数为4程度的绝缘性的树脂材料而形成为薄的层状。此时，多层基板2的厚度尺寸例如被设定为700 ii m程度。此外，多层基板2的绝缘层3、4并不限于树脂材料，也可以利用绝缘性的陶瓷材料形成。接地导体板5通过例如铜、银等导电性的金属薄膜而形成、且与地连接。该接地导体板5位于绝缘层3的背面，覆盖多层基板2的大致整个面。辐射元件6利用例如与接地导体板5同样的导电性金属薄膜而形成为细长的大致四角形状，且与接地导体板5隔开间隔而对置。具体而言，辐射元件6配置于绝缘层4的表面。在该辐射元件6与接地导体板5之间配置了绝缘层3、4。因此，辐射元件6在与接地导体板5绝缘的状态下，与接地导体板5面对。另外，辐射元件6如图2所示，在X轴方向上具有几百iim程度的长度尺寸LI (例如，LI = 450 iim)，且在Y轴方向上具有几百U m 几mm程度的宽度尺寸L2 (例如，L2 =1450 iim)。该辐射元件6的Y轴方向的宽度尺寸L2被设定为比长度尺寸LI大的值,且被设定为在电长度(electrical length)方面例如使用的高频信号的半波长的值。而且，在辐射元件6中，在Y轴方向的中途位置处连接着后述的微波传输带线路7。之后，如图4所示，通过来自微波传输带线路7的供电，使得在辐射元件6中电流I朝向Y轴方向流动。此时，在辐射元件6之中的Y轴方向的两端侧与接地导体板5之间形成了电场E。微波传输带线路7如图I 图4所示，构成了对辐射元件6进行供电的供电线路。具体而言，微波传输带线路7通过作为设置于绝缘层4的表面的导体图案的条形导体8、和位于绝缘层3、4之间且设置于绝缘层4的背面的中间接地导体板10而构成。并且，条形导体8例如由与接地导体板5同样的导电性金属材料构成，形成为沿着X轴方向延伸的细长的带状。另外，条形导体8的前端连接于辐射元件6中的Y轴方向的中心位置与端部位置之间的中途位置。具体而言，条形导体8的前端连接于从Y轴方向的中心位置偏移了例如550 u m的位置。无源元件9利用例如与辐射元件6同样的导电性金属薄膜而形成为细长的大致四角形状，从辐射元件6来看，配置于成为X轴方向的前端侧的多层基板2的端部2C侧。该无源元件9在与辐射元件6之间形成间隙，并且在与辐射元件6平行的状态下沿着Y轴方向延伸，与辐射元件6并列地配置。并且，无源元件9与辐射元件6、接地导体板5、及后述的中间接地导体板10绝缘。例如，无源元件9在X轴方向上具有几百iim程度的长度尺寸L3(例如，L3 =450 iim)，在Y轴方向上具有几百Pm 几mm程度的宽度尺寸L4(例如，L4 = 1150iim)。该无源元件9的Y轴方向的宽度尺寸L4，被设定为比长度尺寸L3大的值，并且被设定为比辐射元件6的Y轴方向的宽度尺寸L2小的值。此外，无源元件9及辐射元件6的大小关系或它们的具体形状、大小等并不限定于上述内容，也可根据水平方向辐射天线I的使用频带、辐射图案、多层基板2的相对介电常数等进行适当设定。并且，无源元件9与辐射元件6产生电磁场耦合，而作为电感器发挥功倉泛。中间接地导体板10位于绝缘层3、4之间，设置于多层基板2的内部，与接地导体板5面对。该中间接地导体板10通过例如导电性的金属薄膜而形成，通过后述的多个通孔导体12而与接地导体板5进行电 连接。因而，中间接地导体板10与接地导体板5同样地，与地连接。另外，中间接地导体板10在与微波传输带线路7的条形导体8对置的位置处，相比接地导体板5而位于多层基板2的表面2A侧，在与接地导体板5之间形成了高低差。此时，接地导体板5与辐射元件6之间的间距尺寸D2大于中间接地导体板10与微波传输带线路7的条形导体8之间的间距尺寸D1。另外，在中间接地导体板10中，位于多层基板2的端部2C侧，形成了 X轴方向的前端侧开口的大致四角形状的切口部10A。在俯视水平方向辐射天线I时，辐射元件6及无源元件9配置于切口部IOA的内部。并且，在切口部IOA的周围，形成了呈大致-字状、且环绕辐射元件6及无源元件9的口字状框部11。该-字状框部11通过夹持切口部IOA且配置于Y轴方向的两侧并朝向X轴方向延伸的2个臂部11A、和位于切口部IOA的里部侧并连结2个臂部IlA的连结部IlB而构成。此时，连结部IlB相比多层基板2的端部2C而位于X轴方向的基端侧。通过在贯通了绝缘层3的内径为几十 几百Pm程度的贯通孔中设置例如铜、银等的导电性金属材料，从而通孔导体12作为柱状的导体而形成。另外，通孔导体12沿着Z轴方向延伸，其两端分别连接于接地导体板5和中间接地导体板10。此时，相邻的2个通孔导体12的间隔尺寸被设定为比在电长度方面例如使用的高频信号的1/4波长小的值。并且，多个通孔导体12环绕切口部IOA而沿着-字状框部11的缘部配置。由此，多个通孔导体12形成了中间接地导体板10与接地导体板5之间的高低差部分的壁面。并且，多个通孔导体12作为使接地导体板5和中间接地导体板10的电位稳定、且从切口部IOA朝向多层基板2的内部反射高频信号的反射器发挥功能。由此，通孔导体12抑制了高频信号向多层基板2的内部泄露。本实施方式涉及的水平方向辐射天线I具有上述所述的构成，下面说明其动作。首先，若从微波传输带线路7朝向辐射元件6进行供电，则在辐射元件6中电流I朝向Y轴方向流动。由此，水平方向辐射天线I发送或接收与辐射元件6的宽度尺寸L2相应的高频信号。此时，由于在与辐射元件6并列的状态下设置了无源元件9，因而辐射元件6与无源元件9彼此发生了电磁场耦合，在无源元件9中电流I也朝向Y轴方向流动。因而，无源元件9作为电感器发挥功能，从辐射元件6来看，能够朝向无源元件9的方向具有指向性，且能够从多层基板2的端部2C侧朝向平行于多层基板2的水平方向辐射电磁波。另外，在本实施方式中，由于在与接地导体板5对置的位置处设置了辐射元件6，因而接地导体板5在某一状态下为辐射。为此，不需要非专利文献I中记载的平衡器电极，水平方向辐射天线I能够将相对于供电方向(X轴方向)的长度尺寸缩短几mm程度(例如2mm程度)，故能够实现小型化。另外，由于在专利文献I的天线中采用了导体套，所以构成为立体的。与之相对，由于本实施方式涉及的水平方向辐射天线I是通过依次层叠接地导体板5、绝缘层3、中间接地导体板10、绝缘层4、辐射元件6、无源元件9等而能够在多层基板2形成为平面状的构造，故构造简单。 另外，采用了下述结构，即设置了在与接地导体板5之间形成有高低差的中间接地导体板10，并且接地导体板5与辐射元件6之间的间距尺寸D2大于中间接地导体板10与微波传输带线路7的条形导体8之间的间距尺寸D1。此时，相比微波传输带线路7侧，辐射元件6侧的电磁场限制效应变弱，更易于辐射电磁波。除此之外，由于设置了在与接地导体板5之间通过通孔导体12而形成有高低差的中间接地导体板10，因而这些高低差部分起到反射器的作用。其结果，从辐射元件6来看，能够提高向配置有无源元件9的多层基板2的端部2C侧辐射的辐射特性。而且，由于能够在接地导体板5与中间接地导体板10之间的高低差部分反射电磁波，因而能够防止电力向多层基板2的内部的泄露。除此之外，中间接地导体板10夹持绝缘层4而与微波传输带线路7的条形导体8对置，并且利用通孔导体12电连接相对于厚度方向而位于与条形导体8相反侧的接地导体板5。因而，与专利文献I的天线不同，在与条形导体8对置的位置处也能配置通孔导体12。因此，即便在条形导体8的周围部分，也能够阻止电力朝向多层基板2的内部的泄露。另外，由于中间接地导体板10具备口字状框部11，该-字状框部11在多层基板2的端部2C侧开口的状态下按照大致口字状来环绕辐射元件6及无源元件9，因而接地导体板5与中间接地导体板10之间的高低差部分也形成为大致-字状。因此，除了能够朝向口字状框部11开口的多层基板2的端部2C侧辐射电磁波之外，也能够抑制辐射图案向-字状框部11开口的宽度方向(Y轴方向)的两端侧的扩展。由此，从辐射元件6来看，能够提高向无源元件9的方向辐射的辐射性能。另外，由于利用在高频电路中一般采用的微波传输带线路7来向辐射元件6供电，因而能够容易连接闻频电路和天线I。另外，接地导体板5、辐射元件6、无源元件9、及中间接地导体板10被设置于层叠有多个绝缘层3、4的多层基板2。因而，通过在多层基板2的背面2B设置接地导体板5，在多层基板2的表面2A设置辐射元件6，并且在绝缘层3、4之间设置中间接地导体板10，由此相对于厚度方向，能够在接地导体板5与辐射元件6之间容易配置中间接地导体板10。除此之外，利用贯通位于接地导体板5与中间接地导体板10之间的绝缘层3的多个通孔导体12，电连接接地导体板5和中间接地导体板10。因而，能够在接地导体板5与中间接地导体板10之间的高低差部分配置多个通孔导体12，通过这些通孔导体12能够朝向多层基板2的内部反射电磁波。另外，通过在绝缘层3、4形成导体图案或进行通孔导体加工等，来堆积多个绝缘层3、4，由此能够形成水平方向辐射天线1，故容易适用于批量生产。接着，图5 图7表示本发明的第2实施方式。并且，本实施方式的特征在于，相对于厚度方向而在不同的位置处配置无源元件和辐射元件。此外，在本实施方式中，关于与所述第I实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。第2实施方式涉及的水平方向辐射天线21通过多层基板2、接地导体板5、辐射元件6、无源元件22、中间接地导体板10等而构成。无源元件22与第I实施方式涉及的无源元件9大致相同地形成。因此，无源元件22利用例如与辐射元件6同样的导电性金属薄膜而形成为细长的大致四角形状，从辐射元件6来看，配置于多层基板2的 端部2C侧。另外，无源元件22在与辐射元件6平行的状态下沿着Y轴方向延伸，与辐射元件6并列地配置。然而，无源元件22位于绝缘层3、4之间，且配置于多层基板2的内部。在这点上，无源元件22与设置于多层基板2的表面2A的第I实施方式涉及的无源元件9不同。并且，无源元件22与辐射元件6、接地导体板5、及中间接地导体板10绝缘。另外，在俯视水平方向辐射天线I时，无源元件22与辐射元件6—起配置于切口部IOA的内部。这样一来，在第2实施方式中也能得到与第I实施方式同样的作用效果。特别是，在第2实施方式中，由于相对于厚度方向而在与辐射元件6不同的位置处配置了无源元件22，因而能够根据例如相对于厚度方向的无源元件22的位置，对于厚度方向调整水平方向辐射天线21的指向性。此外，在第2实施方式中，无源元件22相比辐射元件6而设置于多层基板2的背面2B侧。然而，本发明并不限于此，例如也可以是无源元件相比辐射元件而配置于多层基板的表面侧。这种情况下，设置例如覆盖辐射元件的绝缘层、且在该绝缘层的表面设置无源元件即可。另外，无源元件也可以相对于厚度方向而设置于与中间接地导体板不同的位置处。接着，图8及图9表示本发明的第3实施方式。并且，本实施方式的特征在于，设置多个无源元件。此外，在本实施方式中，关于与所述第I实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。第3实施方式涉及的水平方向辐射天线31通过多层基板2、接地导体板5、辐射元件6、无源元件32、33、中间接地导体板34等而构成。第I无源元件32与第I实施方式涉及的无源元件9大致相同地形成。因此，第I无源元件32利用例如导电性金属薄膜而形成为细长的大致四角形状，从辐射元件6来看，配置于多层基板2的端部2C侧。另外，第I无源元件32在与辐射元件6之间形成间隙，并且在与辐射元件6平行的状态下沿着Y轴方向延伸，与辐射元件6并列地配置。并且，第I无源元件32与辐射元件6、接地导体板5、及中间接地导体板34绝缘。第2无源元件33与第I无源元件32大致相同地形成。因此，第2无源元件33利用例如导电性金属薄膜而形成为细长的大致四角形状，相比第I无源元件32而配置于多层基板2的端部2C侧。另外，第2无源元件33在与第I无源元件32之间形成间隙，并且在与第I无源元件32平行的状态下沿着Y轴方向延伸，与辐射元件6及第I无源元件32并列地配置。并且，第2无源元件33与辐射元件6、接地导体板5、中间接地导体板34、及第I无源元件32绝缘。中间接地导体板34与第I实施方式涉及的中间接地导体板10大致相同地形成。因此，中间接地导体板34位于绝缘层3、4之间，设置于多层基板2的内部，与接地导体板5面对。该中间接地导体板34通过多个通孔导体12而与接地导体板5进行电连接。因而，中间接地导体板34与接地导体板5同样地，与地连接。另外，中间接地导体板34在与微波传输带线路7的条形导体8对置的位置处，相比接地导体板5而位于多层基板2的表面2A侧，在与接地导体板5之间形成了高低差。此时，接地导体板5与辐射元件6之间的间距尺寸大于中间接地导体板34与微波传输带线路7的条形导体8之间的间距尺寸。另外，在中间接 地导体板34中，位于多层基板2的端部2C侧，形成了 X轴方向的前端侧开口的大致四角形状的切口部34A。在俯视水平方向辐射天线31时，辐射元件6及第I、第2无源元件32、33配置于切口部34A的内部。并且，在切口部34A的周围，形成了呈大致-字状、且环绕辐射元件6及第I、第2无源元件32、33的-字状框部35。该-字状框部35通过夹持切口部34A且配置于Y轴方向的两侧并朝向X轴方向延伸的2个臂部35A、和位于切口部34A的里部侧并连结2个臂部35A的连结部35B而构成。另外，多个通孔导体12环绕切口部34A而沿着-字状框部35的缘部配置。由此，多个通孔导体12形成了中间接地导体板34与接地导体板5之间的高低差部分的壁面。这样一来，在第3实施方式中也能得到与第I实施方式同样的作用效果。特别是，在第3实施方式中，由于相比辐射元件6而在多层基板2的端部2C侧设置了第I、第2无源元件32、33，因而能够根据第I、第2无源元件32、33的配置、形状、大小等，调整水平方向辐射天线31的指向性。此外，在所述第3实施方式中，虽然采用了设置2个无源元件32、33的结构，但是也可采用设置3个以上无源元件的结构。接着，图10表示本发明的第4实施方式。并且，本实施方式的特征在于，将形成-字状框部的切口部形成为朝向基板的端部侧扩展的梯形状。此外，在本实施方式中，关于与所述第I实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。第4实施方式涉及的水平方向辐射天线41通过多层基板2、接地导体板5、辐射元件6、无源元件9、中间接地导体板42等而构成。中间接地导体板42与第I实施方式涉及的中间接地导体板10大致相同地形成。因此，中间接地导体板42位于绝缘层3、4之间，设置于多层基板2的内部，与接地导体板5面对。该中间接地导体板42通过多个通孔导体12而与接地导体板5电连接。因而，中间接地导体板42与接地导体板5同样地，与地连接。另外，中间接地导体板42在与微波传输带线路7的条形导体8对置的位置处，相比接地导体板5而位于多层基板2的表面2A侧，在与接地导体板5之间形成了高低差。此时，接地导体板5与辐射元件6之间的间距尺寸大于中间接地导体板42与微波传输带线路7的条形导体8之间的间距尺寸。另外，在中间接地导体板42中，位于多层基板2的端部2C侧，形成了 X轴方向的前端侧开口的大致梯形状的切口部42A。该切口部42A相比位于多层基板2的中央侧的底部，位于多层基板2的端部2C侧的开口部的Y轴方向的宽度尺寸变大。S卩、切口部42A随着朝向多层基板2的端部2C侧而锥形状扩展。另外，在俯视水平方向辐射天线41时，辐射元件6及无源元件9配置于切口部42A的内部。并且，在切口部42A的周围，形成了呈大致口字状、且环绕辐射元件6及无源元件9的口字状框部43。该-字状框部43通过夹持切口部42A且配置于Y轴方向的两侧并朝向X轴方向延伸的2个臂部43A、和位于切口部42A的里部侧并连结2个臂部43A的连结部43B而构成。此时，2个臂部43A之间的间距尺寸随着朝向多层基板2的端部2C侧而徐徐变大。另外，多个通孔导体12环绕切口部42A而沿着-字状框部43的缘部配置。由此，多个通孔导体12形成了中间接地导体板42与接地导体板5之间的高低差部分的壁面。这样一来，在第4实 施方式中也能得到与第I实施方式同样的作用效果。特别是，在第4实施方式中，由于将形成口字状框部43的切口部42A形成为梯形状，因而能够根据切口部42A的形状，调整相对于Y轴方向的辐射图案的扩展特性。接着，图11表示本发明的第5实施方式。并且，本实施方式的特征在于，将2个水平方向辐射天线排列配置于宽度方向，构成了阵列天线。此外，在本实施方式中，关于与所述第I实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。第5实施方式涉及的阵列天线51，通过将两个第I实施方式涉及的水平方向辐射天线I排列在Y轴方向上而形成。此时，在2个水平方向辐射天线I中，通过微波传输带线路7而对辐射元件6进行供电。向这2个微波传输带线路7供电的相位可相互变化。由此，能够根据向2个微波传输带线路7供电的相位，来改变电磁波的辐射方向。这样一来，在第5实施方式中也能得到与第I实施方式同样的作用效果。特别是，在第5实施方式中，由于将2个水平方向辐射天线I排列在Y轴方向上而构成了阵列天线51，因而通过改变向2个微波传输带线路7供电的相位，能够改变电磁波的辐射方向。此外，在所述第5实施方式中，虽然利用2个水平方向辐射天线I构成了阵列天线51，但是也可利用3个以上的水平方向辐射天线来构成阵列天线。另外，在所述第5实施方式中，虽然利用了第I实施方式涉及的水平方向辐射天线1，但是也可利用第2 第4实施方式涉及的水平方向辐射天线21、31、41。另外，在所述各实施方式中，在中间接地导体板10、34、42中设置了环绕辐射元件6及无源元件9、22、32、33的-字状框部11、35、43。然而，本发明并不限定于此，例如也可如图12所示的第I变形例那样，形成相对于Y轴方向也具有一样的中间接地导体板62的水平方向辐射天线61。这种情况下，中间接地导体板62相比多层基板2的端部2C而位于X轴方向的基端侧，配置于不与辐射元件6及无源元件9对置而与条形导体8对置的位置处。另外，在中间接地导体板62中，在与接地导体板5之间的高低差部分，在Y轴方向排列设置多个通孔导体12。另外，在所述各实施方式中，举出将水平方向辐射天线1、21、31、41形成于多层基板2的情况的例子进行了说明。然而，本发明并不限定于此，例如也可如图13 图15所示的第2变形例那样，利用单层的基板72来形成水平方向辐射天线71。这种情况下，在基板72中埋入例如厚度尺寸大的导体板73，并通过该导体板73的表面而形成中间接地导体板74。另外，通过导体板73的端面形成中间接地导体板74与接地导体板5之间的高低差部分的壁面。而且，也可在导体板73中，形成与第I实施方式涉及的切口部IOA大致同样形状的切口部73A，并且，形成环绕该切口部73A且由2个臂部75A和连结部75B构成的-字状框部75。另外，在所述各实施方式中，举出作为供电线路而采用微波传输带线路7的情况的例子进行了说明，但是例如也可采用条形线路等。另外，在所述各实施方式中，举出60GHz频带的毫米波用到的水平方向辐射天线的例子进行了说明，但是也可适用于其他频带的毫米波或微波等用到的水平方向辐射天线。符号说明
1,21,31,41,61,71水平方向辐射天线2多层基板 2C 端部5接地导体板6辐射元件7微波传输带线路8条形导体(导体图案)9，22，32，33 无源元件10，34，42，62，74中间接地导体板10A，34A，42A，73A 切口部11，43，75 - 字状框部12通孔导体51阵列天线72 基板。
权利要求
1.ー种水平方向辐射天线，具备 基板，其由绝缘性材料构成； 接地导体板，其设置于该基板的背面侧，且与地连接； 细长的辐射元件，其设置于所述基板的表面侧，且与该接地导体板隔开间隔而对置； 供电线路，其由设置于所述基板的表面侧的导体图案构成，且与该辐射元件连接；和 至少ー个无源元件，其相比所述辐射元件而位于所述基板的端部侧，设置于所述基板，与所述辐射导体并列地延伸，并且与所述接地导体板及辐射元件绝缘， 在所述基板上，在与所述供电线路对置的位置处设置中间接地导体板，该中间接地导体板相比所述接地导体板而位于所述基板的表面侧，并且在与所述接地导体板之间形成高低差且与地连接， 所述接地导体板与辐射元件之间的间距尺寸大于该中间接地导体板与供电线路的导体图案之间的间距尺寸。
2.根据权利要求I所述的水平方向辐射天线，其中， 所述中间接地导体板具备コ字状框部，该コ字状框部在所述基板的端部侧开ロ的状态下按照大致コ字状来环绕所述辐射元件及无源元件。
3.根据权利要求I或2所述的水平方向辐射天线，其中， 所述供电线路通过微波传输带线路而构成，所述微波传输带线路由在所述基板的表面设置了所述导体图案的条形导体构成。
4.根据权利要求1、2或3所述的水平方向辐射天线，其中， 所述基板由层叠了多个绝缘层的多层基板构成， 所述接地导体板、辐射元件、及中间接地导体板配置在相对于该多层基板的厚度方向而彼此不同的位置处， 所述接地导体板和中间接地导体板构成为，利用贯通位于所述接地导体板与中间接地导体板之间的所述绝缘层的多个通孔导体进行电连接。
全文摘要
本发明提供一种小型且能够抑制电力泄露的水平方向辐射天线。在多层基板(2)的背面(2B)设置了接地导体板(5)。在多层基板(2)的表面(2A)设置了连接有微波传输带线路(7)的辐射元件(6)，并且相比辐射元件(6)而位于端部(2C)侧设置了无源元件(9)。在多层基板(2)的内部，位于绝缘层(3、4)之间设置了与微波传输带线路(7)面对的中间接地导体板(10)。在中间接地导体板(10)设置了端部(2C)侧开口的切口部(10A)。在切口部(10A)的周围设置了环绕辐射元件(6)及无源元件(9)的コ字状框部(11)。コ字状框部(11)利用多个通孔导体(12)而与接地导体板(5)电连接。
文档编号H01Q1/38GK102683835SQ20121005697
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月6日 优先权日2011年3月9日
发明者小林英一, 平塚敏朗, 藤井洋隆, 须藤薰 申请人:株式会社村田制作所