具体实施方式

以下，一边参照附图一边详细地说明本公开的实施方式。此外，对图中相同或相当的部分标注同一附图标记，不重复其说明。

[实施方式1]

(通信装置的基本结构)

图1是应用本实施方式1所涉及的天线模块100的通信装置10的框图的一例。通信装置10例如是便携式电话、智能手机或者平板电脑等便携式终端、具备通信功能的个人计算机等。本实施方式所涉及的天线模块100中使用的电波的频带的一例例如是将28GHz、39GHz以及60GHz等设为中心频率的毫米波频段的电波，但是也能够应用上述以外的频带的电波。

参照图1，通信装置10具备天线模块100以及构成基带信号处理电路的BBIC 200。天线模块100具备作为馈电电路的一例的RFIC 110以及天线装置120。通信装置10将从BBIC200向天线模块100传递的信号上变频为高频信号后从天线装置120辐射，并且将由天线装置120接收到的高频信号进行下变频后利用BBIC 200处理信号。

在图1中，为了易于说明，仅示出与构成天线装置120的多个馈电元件121中的、四个馈电元件121对应的结构，省略了具有同样的结构的与其它馈电元件121对应的结构。此外，在图1中，示出了天线装置120由被配置成二维的阵列状的多个馈电元件121形成的例子，但是馈电元件121无需为多个，也可以是由一个馈电元件121形成天线装置120的情况。另外，也可以是多个馈电元件121被配置成一列的一维阵列。在本实施方式中，馈电元件121是具有大致正方形的平板状的贴片天线。

RFIC 110具备开关111A～111D、113A～113D、117、功率放大器112AT～112DT、低噪声放大器112AR～112DR、衰减器114A～114D、移相器115A～115D、信号合成/分波器116、混合器118、以及放大电路119。

在发送高频信号的情况下，开关111A～111D、113A～113D被切换到功率放大器112AT～112DT侧，并且开关117与放大电路119的发送侧放大器连接。在接收高频信号的情况下，开关111A～111D、113A～113D被切换到低噪声放大器112AR～112DR侧，并且开关117与放大电路119的接收侧放大器连接。

从BBIC 200传递出的信号被放大电路119放大后，被混合器118上变频。上变频后的作为高频信号的发送信号被信号合成/分波器116分为4个，通过四个信号路径后分别被提供到不同的馈电元件121。此时，通过独立地调整各信号路径中配置的移相器115A～115D的移相度，能够调整天线装置120的指向性。

由各馈电元件121接收到的作为高频信号的接收信号分别经由不同的四个信号路径后被信号合成/分波器116合成。合成后的接收信号被混合器118下变频并被放大电路119放大后被传递到BBIC 200。

RFIC 110例如形成为包含上述电路结构的1个芯片的集成电路部件。或者，也可以是，RFIC 110中的与各馈电元件121对应的设备(开关、功率放大器、低噪声放大器、衰减器、移相器)按所对应的每个馈电元件121而形成为1个芯片的集成电路部件。

(天线模块的结构)

接着，使用图2和图3来说明本实施方式1中的天线模块100的结构的详情。图2是天线模块100的外观透视图，图3是天线模块100的截面透视图。

参照图2和图3，天线模块100除了包括馈电元件121和RFIC 110之外，还包括无馈电元件122、123、电介质基板130、馈电布线140、141以及接地电极GND。此外，在以后的说明中，有时将各图中的Z轴的正方向称为上表面侧，将Z轴的负方向称为下表面侧。另外，在图2中，为了易于观察内部的结构而省略了电介质基板130。

电介质基板130例如是低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-firedCeramics)多层基板、将由环氧树脂、聚酰亚胺等树脂构成的树脂层层叠多层来形成的多层树脂基板、将由具有更低的介电常数的液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer：LCP)构成的树脂层层叠多层来形成的多层树脂基板、将由氟系树脂构成的树脂层层叠多层来形成的多层树脂基板、或者LTCC以外的陶瓷多层基板。此外，电介质基板130也可以未必是多层构造，也可以是单层的基板。

电介质基板130在从法线方向(Z轴方向)俯视的情况下具有矩形形状。在电介质基板130的下表面132侧的层配置接地电极GND。在电介质基板130的上表面131或上表面131侧的内部的层，与接地电极GND相向地配置平板状的无馈电元件123。另外，在无馈电元件123与接地电极GND之间的层配置平板状的馈电元件121，在馈电元件121与接地电极GND之间的层配置平板状的无馈电元件122。若俯视电介质基板130，则馈电元件121与无馈电元件122、123重叠。即，从电介质基板130的上表面131起依次层叠有无馈电元件122、馈电元件121、无馈电元件123、接地电极GND。

在电介质基板130的下表面132，经由焊料凸块150来配置RFIC 110。此外，也可以是，RFIC 110使用多极连接器与电介质基板130连接来代替焊接。

在俯视电介质基板130的情况下，馈电元件121和无馈电元件122具有大致正方形的形状。无馈电元件122的尺寸大于馈电元件121的尺寸。因此，无馈电元件122的谐振频率低于馈电元件121的谐振频率。

从RFIC 110提供的高频信号经由贯通接地电极GND的馈电布线140被传递到馈电元件121的馈电点SP1。馈电点SP1被配置在从馈电元件121的中心(对角线的交点)沿图2的X轴的正方向偏移了的位置。与馈电元件121的谐振频率对应的高频信号被提供到馈电点SP1，由此从馈电元件121辐射将X轴方向作为偏振方向(第一偏振方向)的电波。

另外，馈电布线140贯通了无馈电元件122，因此当与无馈电元件122的谐振频率对应的高频信号被提供到馈电点SP1时，从无馈电元件122辐射将X轴方向作为偏振方向的电波。即，天线装置120是能够辐射两个频带的高频信号的双频型的天线装置。

并且，从RFIC 110提供的高频信号还经由贯通接地电极GND的馈电布线141被传递到馈电元件121的馈电点SP2。馈电点SP2被配置在从馈电元件121的中心沿图2的Y轴的正方向偏移了的位置。与馈电元件121的谐振频率对应的高频信号被提供到馈电点SP2，由此从馈电元件121辐射将Y轴方向作为偏振方向(第二偏振方向)的电波。即，天线装置120是能够辐射两个偏振波的、双偏振型的天线元件。

此外，馈电布线141也贯通了无馈电元件122，因此通过与无馈电元件122的谐振频率对应的高频信号被提供到馈电点SP2，从无馈电元件122辐射将Y轴方向作为偏振方向的电波。

在从法线方向俯视无馈电元件123的情况下，无馈电元件123具有长方形的两个电极交叉而成的十字形状。一方的长方形的电极沿X轴方向延伸，另一方的长方形的电极沿Y轴方向延伸。即，两个电极分别沿着两个偏振方向延伸。

各电极的长边方向上的尺寸长于馈电元件121的一边，在从法线方向俯视无馈电元件123的情况下，各电极的两端部突出到馈电元件121的外侧。而且，在从法线方向俯视无馈电元件123的情况下，馈电元件121的馈电点SP1和馈电点SP2与无馈电元件123重叠。

通过适当地调整电极的长边方向上的尺寸和短边方向上的尺寸，能够使天线装置120可发送接收的高频信号的带宽宽带化。此外，无馈电元件123的形状也可以未必是十字形状，也可以是如馈电元件121和无馈电元件122那样的大致正方形。

在图2和图3中，构成辐射元件、电极以及用于形成馈电布线的通路等的导体是由以铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)以及它们的合金作为主成分的金属形成的。

一般来说，在天线模块中，期望从各辐射元件(馈电元件、无馈电元件)辐射的电波的频带宽。在此，作为扩大频带的一个方法，存在在馈电布线中设置短截线的结构。在使用短截线的情况下，俯视天线模块的情况下短截线从辐射元件突出的情况较多，由于该短截线而天线模块所需要的面积变大。特别地，在上述那样的双频且双偏振型的天线模块中，需要较多数量的短截线，因此在多个辐射元件被配置成阵列状的阵列天线的情况下，可能会发生天线模块整体的尺寸变大从而阻碍设备的小型化的情况。

因此，在本实施方式1中，双频且双偏振型的天线模块采用通过在电波的辐射方向上层叠配置无馈电元件来扩大频带的结构。在俯视电介质基板的情况下，该无馈电元件与辐射电波的馈电元件及无馈电元件重叠，因此与使用短截线的情况相比，面积变小。因此，能够抑制天线模块的尺寸变大。并且，通过将该无馈电元件的形状设为沿着两个偏振方向延伸的十字形状，易于使阻抗匹配，因此能够使频带的扩大宽度变大。

图4是比较例所涉及的天线模块100#的外观透视图。天线模块100#成为从天线模块100的结构去掉十字形状的无馈电元件123后的结构。在图4中，不重复与图2及图3重复的要素的说明。

图5是用于说明比较例的天线模块100#和实施方式1的天线模块100的天线增益的图。在图5中，横轴示出了频率，纵轴示出了天线增益。此外，在图5中，F1示出了从无馈电元件122辐射的电波的频带，F2示出了从馈电元件121辐射的电波的频带。另外，实线LN1示出了实施方式1的天线模块100的情况下的天线增益，虚线LN11示出了比较例的天线模块100#的情况下的天线增益。

参照图5，在低频侧的频带F1中，能够达成4dBi的天线增益的带宽在实施方式1的天线模块100中为BD1，大于比较例中的带宽BD1#。同样地，在高频侧的频带F2中，能够达成4dBi的天线增益的带宽在实施方式1的天线模块100中为BD2，大于比较例中的带宽BD2#。

此外，在天线模块100那样的辐射元件的层叠顺序的情况下，无馈电元件123主要有助于扩大与其相向的馈电元件121的带宽。在本实施方式1的天线模块100中，在从法线方向俯视无馈电元件123的情况下，十字形状的无馈电元件123的前端部分少许突出到比馈电元件121靠外侧的位置，该前端部分与无馈电元件122相向。因此，通过该突出的无馈电元件123的部分来扩大了无馈电元件122的带宽。

这样，在实施方式1中，通过在比馈电元件121靠电波的辐射方向侧的位置配置十字形状的无馈电元件123，即使在馈电布线中不设置短截线，也能够使可辐射的带宽宽带化。因此，在使用该天线模块来形成阵列天线的情况下，能够实现天线尺寸的小型化。

此外，实施方式1中的“无馈电元件123”和“无馈电元件122”分别对应于本公开的“第一无馈电元件”和“第二无馈电元件”。实施方式1中的“馈电布线140”和“馈电元件141”分别对应于本公开的“第一馈电布线”和“第二馈电布线”。实施方式1中的“接地电极GND”对应于本公开中的“第一接地电极”。

此外，在上述的实施方式1中，说明了双频且双偏振型的天线模块的情况，但是也能够应用于如图6所示的天线模块100X那样双频且单偏振型的天线模块。在该情况下，电介质基板130的上表面侧的无馈电元件123X不需要为十字形状，只要为长方形或大致正方形的矩形状即可。

(变形例1)

如上述那样，在实施方式1的天线模块中，说明了为以下状态的结构的例子：在从法线方向俯视无馈电元件的情况下，十字形状的无馈电元件的前端部分突出到馈电元件的外侧。但是，十字形状的无馈电元件的前端部分突出不是必须条件。即，也可以是，如图7所示的变形例1所涉及的天线模块100A的截面透视图那样，设为在从法线方向俯视无馈电元件123A的情况下十字形状的无馈电元件123A的整体与馈电元件121重叠那样的结构。

在该情况下，无馈电元件123A仅与馈电元件121电磁场耦合，因此认为不会有助于从无馈电元件122辐射的低频率侧的电波的宽带化。

此外，在变形例1中，“无馈电元件123A”对应于本公开中的“第一无馈电元件”。

(变形例2)

图8是变形例2所涉及的天线模块100B的截面透视图。在天线模块100B中，无馈电元件123B不是十字形状，而是与馈电元件121相同尺寸的大致正方形的形状，在从法线方向俯视无馈电元件123B的情况下，无馈电元件123B与馈电元件121重叠。

在这样的结构的情况下，通过无馈电元件123B，也能够使从馈电元件121辐射的高频率侧的电波宽带化。

此外，在变形例2中，“无馈电元件123B”对应于本公开中的“第一无馈电元件”。

[实施方式2]

在实施方式2中，说明以下结构：通过调整用于将高频信号传递到馈电元件121的馈电布线的路径，使得能够针对辐射电波的馈电元件121和无馈电元件122的各元件进行阻抗的调整。

图9是实施方式2所涉及的天线模块100C的外观透视图，图10是实施方式2所涉及的天线模块的截面透视图。参照图9和图10，在天线模块100C中，用于从RFIC 110向馈电元件121传递高频信号的馈电布线140C从接地电极GND侧首先通过通路1401C上升到配置无馈电元件122的层。然后，馈电布线140C在配置无馈电元件122的层通过布线图案1402C而向偏振方向(X轴方向)偏移，进而通过通路1403C上升到馈电元件121的馈电点SP1。换言之，在从法线方向俯视天线模块100C的情况下，从接地电极GND侧至无馈电元件122的通路1401C的位置相对于从无馈电元件122至馈电元件121的通路1403C的位置偏离。

同样地，馈电布线141C也是，通过通路1411C从接地电极GND侧上升到配置无馈电元件122的层，在该层中通过布线图案1412C向偏振方向(Y轴方向)偏移，进而通过通路1413C上升到馈电元件121的馈电点SP2。换言之，在从法线方向俯视天线模块100C的情况下，从接地电极GND侧至无馈电元件122的通路1411C的位置相对于从无馈电元件122至馈电元件121的通路1413C的位置偏离。

已知：若将馈电元件121中的连接馈电布线的馈电点的位置和无馈电元件122中的馈电布线所贯通的位置设为不同的位置，则馈电元件121和无馈电元件122的阻抗分别发生变化，从而天线特性发生变化。因而，通过调整从RFIC 110到馈电元件121的馈电布线的路径，并且适当地设定无馈电元件122的贯通位置和与馈电元件121的连接位置，能够独立地调整针对馈电元件121和无馈电元件122的阻抗，从而能够进行宽带化或者天线增益的提高。

在上述的天线模块100C中，示出了布线图案1402C、1412C形成于配置无馈电元件122的层的例子，但是只要能够独立地调整无馈电元件122的贯通位置和与馈电元件121的连接位置，则布线图案1402C、1412C也可以形成于馈电元件121与无馈电元件122之间的层。

此外，实施方式2中的“馈电布线140C”和“馈电布线141C”对应于本公开中的“第一馈电布线”和“第二馈电布线”。另外，“馈电布线141C”中的“通路1411C”和“通路1413C”对应于本公开的“第一通路”和“第二通路”，“馈电布线140C”中的“通路1401C”和“通路1403C”对应于本公开的“第三通路”和“第四通路”。

(变形例3)

在上述的各天线模块中，说明了以下例子：馈电布线中的在层内延伸的布线图案形成为其一方的面与接地电极GND相向的微带线路。

在图11所示的变形例3的天线模块100D中，馈电布线140、141的该布线图案形成为配置在两个接地电极GND1、GND2之间的带状线路。

这样，通过将各馈电布线的布线图案形成为带状线路，能够减少辐射元件(馈电元件、无馈电元件)与馈电布线之间的耦合，因此与微带线路的情况相比能够提高噪声特性。

此外，变形例3中的“接地电极GND1”和“接地电极GND2”分别对应于本公开中的“第一接地电极”和“第二接地电极”。

(变形例4)

在变形例4中，说明馈电布线的布线图案由在与接地电极GND同一层形成的共面线路形成的例子。

图12是变形例4所涉及的天线模块100E的截面透视图，图13是天线模块100E的外观透视图。参照图12和图13，在天线模块100E中，馈电布线140E首先通过通路从RFIC 110上升到配置接地电极GND的层，通过布线图案沿着接地电极GND中形成的在偏振方向(X轴方向)上延伸的狭缝160偏移，进而通过通路贯通无馈电元件122后与馈电元件121的馈电点SP1连接。

同样地，馈电布线141E通过通路从RFIC 110上升到配置接地电极GND的层，通过布线图案沿着接地电极GND中形成的在偏振方向(Y轴方向)上延伸的狭缝161偏移，进而通过通路贯通无馈电元件122后与馈电元件121的馈电点SP2连接。

一般来说，共面线路与带状线路和微带线路相比传输损耗小。因此，通过如天线模块100E那样用共面线路形成馈电布线，能够抑制传输损耗来提高天线增益。

此外，在上述的实施方式及其变形例中，馈电元件121和无馈电元件122也可以为同一尺寸。

在上述的各实施方式和变形例中，说明了在无馈电元件123(123A、123B、123X)与馈电元件121之间填充有电介质的结构，但是也可以是，在电介质基板中该无馈电元件123与馈电元件121之间形成有空间。另外，也可以是，无馈电元件123形成于与馈电元件121不同的基板或壳体，在无馈电元件123与馈电元件121之间形成有空间。

应认为此次公开的实施方式在所有方面均是例示，而非限制性的。本公开的范围不是由上述的实施方式的说明示出，而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书同等的意思和范围内的所有变更。

附图标记说明

10：通信装置；100、100A～100E、100X：天线模块；110：RFIC；111A～111D、113A～113D、117：开关；112AR～112DR：低噪声放大器；112AT～112DT：功率放大器；114A～114D：衰减器；115A～115D：移相器；116：信号合成/分波器；118：混合器；119：放大电路；120：天线装置；121：馈电元件；122、123、123A、123B、123X：无馈电元件；130：电介质基板；140、140C、140E、141、141C、141E：馈电布线；150：焊料凸块；160、161：狭缝；1401C、1403C、1411C、1413C：通路；1402C、1412C：布线图案；200：BBIC；GND、GND1、GND2：接地电极；SP1、SP2：馈电点。