天线、阵列天线、无线通信模块以及无线通信设备的制作方法

天线、阵列天线、无线通信模块以及无线通信设备
1.相关申请的相互参照
2.本申请主张在2018年11月2日向日本国提出专利申请的特愿2018
‑
207478号的优先权，该在先申请的全部公开内容援引于此以供参考。
技术领域
3.本公开涉及天线、阵列天线、无线通信模块以及无线通信设备。


背景技术：

4.在天线中变更辐射图案的方法中，需要在天线的附近设置无源元件等外部器件(例如，专利文献1)。由于设置外部器件，天线尺寸可能变大。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2016
‑
139965号公报


技术实现要素：

8.作为本公开的多个实施方式的一个例子的天线包含辐射导体、接地导体、第1供电线、第2供电线、连接导体。第1供电线构成为与辐射导体电磁连接。第1供电线构成为在第1方向上使该辐射导体激励。第2供电线构成为与辐射导体电磁连接。第2供电线构成为在第2方向上使该辐射导体激励。连接导体构成为将辐射导体与接地导体电连接。连接导体从辐射导体的中心分离地配置。连接导体以第1距离从第1供电线分离。辐射导体以第2距离从第2供电线分离。第1距离与第2距离大致相等。
9.作为本公开的多个实施方式的一个例子的阵列天线包含多个天线元件，该天线元件是上述的天线。多个天线元件在第1方向上排列。
10.作为本公开的多个实施方式的一个例子的无线通信模块包含上述的天线元件和驱动电路。驱动电路构成为与第1供电电路以及第2供电电路分别直接或间接地连接。
11.作为本公开的多个实施方式的一个例子的无线通信模块包含上述的阵列天线和驱动电路。驱动电路构成为与第1供电电路以及第2供电电路分别直接或间接地连接。
12.作为本公开的多个实施方式的一个例子的无线通信设备包含上述的无线通信模块和电源。电源构成为驱动驱动电路。
附图说明
13.图1是示出天线的一个实施方式的立体图。
14.图2是示出天线的一个实施方式的剖视图。
15.图3是示出天线的一个实施方式的框图。
16.图4是示出辐射导体的一个实施方式的俯视图。
17.图5是示出阵列天线的一个实施方式的俯视图。
18.图6是示出无线通信模块的一个实施方式的俯视图。
19.图7是示出无线通信设备的一个实施方式的俯视图。
20.图8是示出无线通信系统的一个实施方式的俯视图。
具体实施方式
21.在现有技术中，由于设置外部设备，天线尺寸可能变大。
22.本公开涉及提供一种新的天线、阵列天线、无线通信模块以及无线通信设备。
23.以下，对本公开的多个实施方式进行说明。
24.如图1所示，天线10包含基体20、辐射导体30、接地导体40、供电线50、连接导体60、电路基板70。基体20与辐射导体30、接地导体40、供电线50、连接导体60相接。辐射导体30、接地导体40、供电线50以及连接导体60构成为作为天线元件11发挥功能。天线10构成为，以给定的谐振频率进行振荡，辐射电磁波。
25.基体20能够包含陶瓷材料以及树脂材料中的任一个作为组成。陶瓷材料包含氧化铝质烧结体、氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体、玻璃陶瓷烧结体、使玻璃母材中析出晶体成分的晶体化玻璃、以及云母或钛酸铝等微晶体烧结体。树脂材料包含环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂以及使液晶聚合物等未固化物固化的材料。
26.辐射导体30以及接地导体40能够包含金属材料、金属材料的合金、金属膏的固化物以及导电性高分子中的任一个作为组成。辐射导体30以及接地导体40可以全部为相同的材料。辐射导体30以及接地导体40也可以全部为不同的材料。辐射导体30以及接地导体40可以是任一组合为相同的材料。金属材料包含铜、银、钯、金、铂、铝、铬、镍、镉铅、硒、锰、锡、钒、锂、钴以及钛等。合金包含多个金属材料。金属膏剂包含将金属材料的粉末与有机溶剂以及粘合剂一起混炼的物质。粘合剂包含环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂。导电性聚合物包含聚噻吩系聚合物、聚乙炔系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚吡咯系聚合物等。
27.辐射导体30构成为作为谐振器发挥功能。辐射导体30能够构成为贴片型的谐振器。在一个例子中，辐射导体30位于基体20的上部。在一个例子中，辐射导体30在z方向上位于基体20的端部。在一个例子中，辐射导体30能够位于基体20的中部。辐射导体30能够一部分位于基体20内，另一部分位于基体20外。辐射导体30能够一部分的面面向基体20外。
28.在多个实施方式的一个例子中，辐射导体30沿着第1平面扩展。辐射导体30的端部沿着第1方向以及第2方向。第1方向和第2方向相交。第1方向也可以与第2方向正交。在本公开中，将第1方向(first axis)表示为x方向。在本公开中，将第2方向(third axis)表示为y方向。在本公开中，将第3方向(second axis)表示为z方向。在本公开中，将第1平面(first plane)表示为xy面。在本公开中，将第2平面(second plane)表示为yz面。在本公开中，将第3平面(third plane)表示为zx面。这些平面是坐标空间(coordinate space)中的平面(plane)，并不表示特定的平面(plate)以及特定的表面(surface)。在本公开中，存在将xy平面中的面积(surface integral)称为第1面积的情况。在本公开中，存在将yz平面中的面积称为第2面积的情况。在本公开中，存在将zx平面中的面积称为第3面积的情况。面积(surface integral)用平方米(square meter)等单位进行计数。在本公开中，存在将x方向
上的长度简称为“长度”的情况。在本公开中，存在将y方向上的长度简称为“宽度”的情况。在本公开中，存在将z方向上的长度简称为“高度”的情况。
29.在多个实施方式的一个例子中，接地导体40能够构成为作为天线元件11中的地(ground)发挥功能。在多个实施方式的一个例子中，接地导体40沿着第1平面扩展。接地导体40在z方向上与辐射导体30对置。
30.供电线50能够构成为将来自外部的电信号供给到天线元件11。供电线50能够构成为将来自天线元件11的电信号供给到外部。供电线50能够包含第1供电线51和第2供电线52。
31.第1供电线51以及第2供电线52各自构成为与辐射导体30电连接。但是，第1供电线51以及第2供电线52各自也可以构成为与辐射导体30电磁连接。在本公开中，“电磁连接”包含电连接以及磁连接。第1供电线51以及第2供电线52各自与辐射导体30的不同的位置相接。如图2所示，接地导体40具有多个开口40a。第1供电线51以及第2供电线52各自通过接地导体40的开口40a。
32.第1供电线51构成为至少对辐射导体30在x方向上谐振时的电信号的供给有贡献。第2供电线52构成为至少对辐射导体30在y方向上谐振时的电信号的供给有贡献。第1供电线51以及第2供电线52构成为在不同的方向上激励辐射导体30。天线10通过具有这样的供电线50，能够减少在使辐射导体30的一方激励时，辐射导体30的另一方被激励的情况。
33.连接导体60构成为将辐射导体30和接地导体40电连接。辐射导体30与连接导体60的连接点在谐振时成为辐射导体30的电位基准。连接导体60沿着z方向延伸。
34.如图4所示，连接导体60在xy平面上从辐射导体30的中心o分离地配置。连接导体60在xy平面的俯视下，连接在与辐射导体30的中心o不同的点。在连接导体60位于辐射导体30的中心o的情况下，由连接导体60的连接引起的电流分布的变化极小。另一方面，通过将连接导体60连接在与辐射导体30的中心o不同的点，电位基准进行变化。电流分布根据电位基准的变化而变化。若电流分布变化，则辐射图案变化。天线10通过将连接导体60连接在与辐射导体30的中心o不同的点，能够使辐射图案变化。
35.连接导体60以第1距离d1从第1供电线51分离。例如，连接导体60与辐射导体30连接的点以第1距离d1从第1供电线51与辐射导体30连接的点分离。连接导体60以第2距离d2从第2供电线52分离。例如，连接导体60与辐射导体30连接的点以第2距离d2从第2供电线52与辐射导体30连接的点分离。第1距离d1与第2距离d2大致相等。
36.连接导体60能够在x方向上以有效波长λ的四分之一的距离从第1供电线51分离。连接导体60能够在y方向上以有效波长λ的四分之一的距离从第2供电线52分离。
37.辐射导体30能够包含通过中心o的对称轴s。对称轴s通过中心o，在与x方向以及y方向相交的方向上延伸。在辐射导体30为与xy平面大致平行的正方形的情况下，对称轴s也可以为沿着从y轴的正方向朝向x轴的正方向倾斜了45度的方向延伸。第1供电线51夹着对称轴s与第2供电线52具有对称性。例如，第1供电线51与辐射导体30连接的点与第2供电线52与辐射导体30连接的点也可以以对称轴s为轴线对称。连接导体60位于对称轴s的轴上。通过将连接导体60位于对称轴s的轴上，能够减少辐射导体30的谐振方向上的变化。作为基于连接导体60的有效的调整范围，可列举能够保持有效波长的二分之一的谐振电磁场的范围。
38.将第1供电线51以及连接导体60连结的方向相对于x方向倾斜。通过将第1供电线51以及连接导体60相对于x方向倾斜地排列，第1供电线51以及连接导体60也能够在y方向上激励辐射导体30。将第2供电线52以及连接导体60连结的方向相对于y方向倾斜。通过将第2供电线52以及连接导体60相对于y方向倾斜地排列，第2供电线52以及连接导体60也能够在x方向上激励辐射导体30。通过在两个激励方向上激励辐射导体30，各方向上的阻抗分量作用于供电线。天线10通过各方向上的阻抗分量的抵消，能够减小输入时的阻抗。通过输入时的阻抗变小，在天线10中，能够提高两个偏振波方向上的隔离度。
39.如图3所示，电路基板70包含第1供电电路71和第2供电电路72。电路基板70也可以包含第1供电电路71以及第2供电电路72中的任一者。第1供电电路71构成为与第1供电线51电连接。第2供电电路72构成为与第2供电线52电连接。
40.如图5所示，阵列天线12包含多个天线元件11。天线元件11能够沿着x方向排列。天线元件11能够在x方向上排列。天线元件11能够沿着y方向排列。天线元件11能够在y方向上排列。阵列天线12包含至少一个电路基板70。电路基板70包含至少一个第1供电电路71以及至少一个第2供电电路72。阵列天线12包含至少一个第1供电电路71以及至少一个第2供电电路72。
41.第1供电电路71能够与一个或多个天线元件11连接。第1供电电路71也可以构成为在向多个天线元件11供电时，向全部的天线元件11供给相同的信号。第1供电电路71也可以构成为在向多个天线元件11供电时，向各天线元件11的第1供电线51供给相同的信号。第1供电电路71也可以构成为在向多个天线元件11供电时，向各天线元件11的第1供电线51供给相位不同的信号。
42.第2供电电路72能够与一个或多个天线元件11连接。第2供电电路72也可以构成为在向多个天线元件11供电时，向全部的天线元件11供给相同的信号。第2供电电路72也可以构成为在向多个天线元件11供电时，向各天线元件11的第2供电线52供给相同的信号。第2供电电路72也可以构成为在向多个天线元件11供电时，向各天线元件11的第2供电线52供给相位不同的信号。
43.如图6所示，无线通信模块80包含驱动电路81。驱动电路81构成为驱动天线元件11。驱动电路81能够构成为向第1供电电路71以及第2供电电路72的至少一个供电发送信号。驱动电路81能够构成为从第1供电电路71以及第2供电电路72的至少一个接受接收信号的供电。驱动电路81能够构成为与第1供电线51以及第2供电线52分别直接或间接地连接。驱动电路81能够构成为向第1供电线51以及第2供电线52的至少一个供电发送信号。驱动电路81能够构成为从第1供电线51以及第2供电线52的至少一个接受接收信号的供电。驱动电路81也可以构成为向第1供电线51供电发送信号，从第2供电线52接受接收信号的供电。
44.如图7所示，无线通信设备90能够包含无线通信模块80、传感器91、电池92。传感器91构成为进行感测。电池92构成为向无线通信设备90中的任一个供给电力。电池92在构成为向无线通信模块80的驱动电路81供给电力的情况下，能够成为构成为驱动驱动电路81的电源。
45.如图8所示，无线通信系统95包含无线通信设备90和第2无线通信设备96。第2无线通信设备96构成为与无线通信设备90进行无线通信。
46.本公开所涉及的结构并不仅限定于以上说明的实施方式，能够进行多种变形或变
更。例如，各结构部等包含的功能等能够在逻辑上不矛盾地进行再配置，并且能够将多个结构部等组合为一个，或者进行分割。
47.说明本公开所涉及的结构的图是示意性的图。附图上的尺寸比率等未必一定与现实一致。
48.在上述的实施方式中，作为天线元件11，采用了贴片天线。但是，作为天线元件11而采用的天线并不限定于贴片天线。在天线元件11中也可以采用其他天线。
49.在阵列天线12中，多个天线元件11能够在相同的方向上排列。在阵列天线12中，相邻的两个天线元件11的方向也可以不同。在相邻的两个天线元件11的方向不同的情况下，天线元件11在相同的方向上被激励。
50.在本公开中，“第1”、“第2”、“第3”等的记载是用于区分该结构的识别符的一个例子。本公开中的用“第1”以及“第2”等的记载来区分的结构能够交换该结构中的编号。例如，第1供电线与第2供电线能够交换作为识别符的“第1”和“第2”。识别符的交换同时进行。在识别符的交换后，该结构也被区分。识别符可以删除。删除了识别符的结构，用符号来区分。例如，第1供电线51能够设为供电线51。不能仅基于本公开中的“第1”以及“第2”等的识别符的记载，利用为该结构的顺序的解释、存在小的编号的识别符的依据以及存在大的编号的识别符的依据。在本公开中，包含电路基板70虽然包含第2供电电路72，但是不包含第1供电电路71的结构。
51.符号说明
52.10：天线；
53.11：天线元件；
54.12：阵列天线；
55.20：基体；
56.30：辐射导体；
57.40：接地导体；
58.40a：开口；
59.50：供电线；
60.51：第1供电线；
61.52：第2供电线；
62.60：连接导体；
63.70：电路基板；
64.71：第1供电电路；
65.72：第2供电电路；
66.80：无线通信模块；
67.81：驱动电路；
68.90：无线通信设备；
69.91：传感器；
70.92：电池；
71.95：无线通信系统；
72.96：第2无线通信设备。