天线元件、阵列天线、通信单元、移动体以及基站

关联申请的相互参照

本申请主张享有于2018年11月2日向日本国提出专利申请的特愿2018-207430的优先权，该在先申请的全部公开内容引入于此以供参考。

技术领域

本公开涉及天线元件、阵列天线、通信单元、移动体以及基站。

背景技术

从天线辐射的电磁波被金属导体反射。被金属导体反射的电磁波产生180°的相位偏移。被反射的电磁波与从天线辐射的电磁波合成。从天线辐射的电磁波有时因与具有相位偏移的电磁波的合成而振幅变小。其结果，从天线辐射的电磁波的振幅变小。通过将天线与金属导体的距离设为辐射的电磁波的波长λ的1/4，从而降低了反射波产生的影响。

与此相对，提出了利用人工的磁壁来降低反射波产生的影响的技术。该技术例如记载在非专利文献1、2中。

在先技术文献

专利文献

非专利文献1：村上他，“使用了电介质基板的人工磁导体的低姿态设计和带域特性”信学论(B)，Vol.J98-B No.2，pp.172-179

非专利文献2：村上他，“用于带AMC反射板的偶极子天线的反射板的最佳结构”信学论(B)，Vol.J98-B No.11，pp.1212-1220

发明内容

用于解决课题的手段

本公开的一个实施方式所涉及的天线元件具有：导体部、接地导体、3个以上的第一给定数量的连接导体、第一供电线、第二供电线以及滤波器。所述导体部沿着第一平面扩展，包含多个第一导体。所述接地导体位于与所述导体部分离的位置，并沿着所述第一平面扩展。所述连接导体从所述接地导体朝向所述导体部延伸。所述第一供电线构成为与所述导体部电磁连接。所述第二供电线构成为在与所述第一供电线不同的位置电磁连接于所述导体部。所述滤波器构成为与所述第一供电线以及所述第二供电线中的至少任一个电连接。所述滤波器位于与所述接地导体重叠的位置。

本公开的一个实施方式所涉及的阵列天线包含多个上述的天线元件和天线基板。在所述天线基板排列有所述多个天线元件。

本公开的一个实施方式所涉及的通信单元具有上述的阵列天线和控制器。所述控制器构成为与所述滤波器连接。

本公开的一个实施方式所涉及的移动体具备上述的通信单元。

本公开的一个实施方式所涉及的基站具有上述的阵列天线和控制器。所述控制器构成为与所述滤波器连接。

附图说明

图1是一个实施方式所涉及的谐振构造体的立体图。

图2是从Z轴的负方向观察图1所示的谐振构造体的立体图。

图3是将图1所示的谐振构造体的一部分分解后的立体图。

图4是沿图1所示的L1-L1线的谐振构造体的剖视图。

图5是一个实施方式所涉及的阵列天线的立体图。

图6是图5所示的范围A中的阵列天线的放大图。

图7是沿着图6所示的L2-L2线的阵列天线的剖视图。

图8是沿着图6所示的L3-L3线的阵列天线的剖视图。

图9是图6所示的天线元件的电路图。

图10是其他实施方式所涉及的阵列天线的剖视图。

图11是图10所示的天线元件的电路图。

图12是一个实施方式所涉及的阵列天线的立体图。

图13是图12所示的阵列天线的剖视图。

图14是一个实施方式所涉及的阵列天线的立体图。

图15是图14所示的阵列天线的剖视图(之一)。

图16是图14所示的阵列天线的剖视图(之二)。

图17是其他实施方式所涉及的阵列天线的剖视图。

图18是一个实施方式所涉及的通信单元的框图。

图19是图18所示的通信单元的剖视图。

图20是一个实施方式所涉及的移动体的框图。

图21是一个实施方式所涉及的基站的框图。

图22是表示天线元件的排列的另一例的图。

具体实施方式

在现有技术中，存在改善的余地。

本公开涉及提供一种得以改善的天线元件、阵列天线、通信单元、移动体以及基站。

根据本公开的一个实施方式，可提供得以改善的天线元件、阵列天线、通信单元、移动体以及基站。

在本公开中，“电介质材料”可以包含陶瓷材料以及树脂材料中的任一种，以作为组成。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、使晶体成分在玻璃母材中析出所得的晶体化玻璃、以及云母或者钛酸铝等微晶体烧结体。树脂材料包含使环氧树脂、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液晶聚合物等未固化物固化而成的材料。

在本公开中，“导电性材料”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种，以作为组成。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。合金包含多种金属材料。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而成的物质。粘合剂包含环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂以及聚醚酰亚胺树脂。导电性聚合物包含聚噻吩系聚合物、聚乙炔系聚合物、聚苯胺系聚合物以及聚吡咯系聚合物等。

以下，参照附图对本公开的一个实施方式进行说明。在图1～图22所示的结构要素中，对相同的结构要素标注相同的符号。

图1是一个实施方式所涉及的谐振构造体10的立体图。图2是从Z轴的负方向观察图1所示的谐振构造体10的立体图。图3是将图1所示的谐振构造体10的一部分分解后的立体图。图4是沿着图1所示的L1-L1线的谐振构造体10的剖视图。

在图1～图4中，使用XYZ坐标系。在不特别区分X轴的正方向和X轴的负方向的情况下，X轴的正方向和X轴的负方向统一记载为“X方向”。在不特别区分Y轴的正方向和Y轴的负方向的情况下，Y轴的正方向和Y轴的负方向统一记载为“Y方向”。在不特别区分Z轴的正方向和Z轴的负方向的情况下，Z轴的正方向和Z轴的负方向统一记载为“Z方向”。

在图1～图4中，第一平面表示为XYZ坐标系中的XY平面。第一方向表示为X方向。与第一方向相交的第二方向表示为Y方向。

谐振构造体10构成为以一个或者多个谐振频率进行谐振。如图1以及图2所示，谐振构造体10具有基体20、导体部30以及接地导体40。谐振构造体10具有连接导体60-1、60-2、60-3、60-4。以下，在不特别区分连接导体60-1～60-4的情况下，连接导体60-1～60-4统一记载为“连接导体60”。谐振构造体10所具有的连接导体60的数量并不限定于4个。谐振构造体10只要具有第一给定数量的连接导体60即可。第一给定数量为3个以上。谐振构造体10也可以具有图1所示的第一供电线51以及第二供电线52中的至少任一个。

基体20能够包含电介质材料。基体20的相对介电常数也可以根据谐振构造体10的所希望的谐振频率适当调整。

基体20构成为支承导体部30以及接地导体40。如图1以及图2所示，基体20为四棱柱。不过，基体20在能够支承导体部30以及接地导体40的范围内可以是任意的形状。如图4所示，基体20具有上表面21以及下表面22。上表面21以及下表面22沿着XY平面扩展。

图1所示的导体部30能够包含导电性材料。导体部30、接地导体40、第一供电线51、第二供电线52以及连接导体60可以包含相同的导电性材料，也可以包含不同的导电性材料。

图1所示的导体部30构成为作为谐振器的一部分发挥功能。导体部30沿着XY平面扩展。导体部30是包含与X方向大致平行的两条边、和与Y方向大致平行的两条边的大致正方形状。不过，导体部30可以是任意的形状。导体部30位于基体20的上表面21。谐振构造体10能够对从外部向导体部30所在的基体20的上表面21入射的给定频率的电磁波，表现出人工磁壁特性。

在本公开中，“人工磁壁特性(Artificial Magnetic Conductor Character)”是指入射的入射波与被反射的反射波的相位差为0度的面的特性。在具有人工磁壁特性的面，在频带中，入射波与反射波的相位差为-90度～+90度。

如图1所示，导体部30包含间隙Sx以及间隙Sy。间隙Sx沿Y方向延伸。间隙Sx在X方向上位于与导体部30的X方向大致平行的边的中央附近。间隙Sy沿着X方向延伸。间隙Sy在Y方向上位于与导体部30的Y方向大致平行的边的中央附近。间隙Sx的宽度以及间隙Sy的宽度可以根据谐振构造体10的期望的谐振频率适当调整。

如图1所示，导体部30包含第一导体31-1、31-2、31-3、31-4。以下，在不特别区分第一导体31-1～31-4的情况下，第一导体31-1～31-4统一记载为“第一导体31”。导体部30所包含的第一导体31的数量并不限定于4个。导体部30可以包含任意数量的第一导体31。

图1所示的第一导体31可以是平板状的导体。第一导体31是包含相同形状的、与X方向大致平行的两条边和与Y方向大致平行的两条边的大致正方形状。不过，第一导体31-1～31-4分别可以是任意的形状。如图1以及图3所示，第一导体31-1～31-4分别构成为与互不相同的连接导体60-1～60-4的一个连接。如图1所示，第一导体31能够在正方形的四个角部中的一个角部包含连接部31a。连接部31a构成为与连接导体60连接。第一导体31能够省略连接部31a。第一导体31的一部分包含连接部31a，另一部分能够省略连接部31a。图1所示的连接部31a是圆形状。不过，连接部31a并不限定于圆形状，也可以是任意的形状。

第一导体31-1～31-4分别沿着XY平面扩展。如图1所示，第一导体31-1～第一导体31-4分别能够排列为沿着X方向以及Y方向的正方格子状。

例如，第一导体31-1和第一导体31-2沿着正方格子的X方向排列，该正方格子沿着X方向以及Y方向。第一导体31-3和第一导体31-4沿着正方格子的X方向排列，该正方格子沿着X方向以及Y方向。第一导体31-1和第一导体31-4沿着正方格子的Y方向排列，该正方格子沿着X方向以及Y方向。第一导体31-2和第一导体31-3沿着正方格子的Y方向排列，该正方格子沿着X方向以及Y方向。第一导体31-1和第一导体31-3沿着正方格子的第一对角方向排列，该正方格子沿着X方向以及Y方向。第一对角方向是从X轴的正方向朝向Y轴的正方向倾斜45度的方向。第一导体31-2和第一导体31-4沿着正方格子的第二对角线排列，该正方格子沿着X方向以及Y方向。第二对角方向是从X轴的正方向朝向Y轴的正方向倾斜135度的方向。

不过，第一导体31-1～31-4排列的格子并不限定于正方格子。第一导体31-1～第一导体31-4也可以任意地排列。例如，第一导体31可以呈斜交格子状、长方格子状、三角格子状以及六方格子状排列。

第一导体31通过在与不同的第一导体31之间具有间隙，从而能够包含与该不同的第一导体31电容性连接的部位。例如，第一导体31-1和第一导体31-2通过在彼此之间具有间隙Sx，能够构成为电容性连接。第一导体31-3和第一导体31-4通过在彼此之间具有间隙Sx，能够构成为电容性连接。第一导体31-1和第一导体31-4通过在彼此之间具有间隙Sy，能够构成为电容性连接。第一导体31-2和第一导体31-3通过在彼此之间具有间隙Sy，能够构成为电容性连接。第一导体31-1和第一导体31-3通过在彼此之间具有间隙Sx以及间隙Sy，能够构成为电容性连接。第一导体31-1和第一导体31-3能够构成为经由第一导体31-2以及第一导体31-4电容性连接。第一导体31-2和第一导体31-4通过在彼此之间具有间隙Sx以及间隙Sy，能够构成为电容性连接。第一导体31-2和第一导体31-4能够构成为经由第一导体31-1以及第一导体31-3电容性连接。

如图1所示，谐振构造体10也可以在间隙Sx具有电容元件C1、C2。谐振构造体10也可以在间隙Sy具有电容元件C3、C4。电容元件C1～C4也可以是芯片电容器等。电容元件C1在间隙Sx中位于第一导体31-1和第一导体31-2之间。电容元件C1构成为将第一导体31-1和第一导体31-2电容性连接。电容元件C2在间隙Sx中位于第一导体31-3和第一导体31-4之间。电容元件C2构成为将第一导体31-3和第一导体31-4电容性连接。电容元件C3在间隙Sy中位于第一导体31-2和第一导体31-3之间。电容元件C3构成为将第一导体31-2和第一导体31-3电容性连接。电容元件C4在间隙Sy中位于第一导体31-1和第一导体31-4之间。电容元件C4构成为将第一导体31-1和第一导体31-4电容性连接。电容元件C1、C2的间隙Sx中的位置以及电容元件C3、C4的间隙Sy中的位置也也可以根据谐振构造体10的期望的谐振频率适当调整。电容元件C1～C4的电容值也可以根据谐振构造体10的期望的谐振频率适当调整。若增大电容元件C1～C4的电容值，则谐振构造体10的谐振频率能变低。若减小电容元件C1～C4的电容值，则谐振构造体10的谐振频率能变高。

图2所示的接地导体40能够包含导电性材料。接地导体40构成为提供在谐振构造体10中成为基准的电位。接地导体40也可以构成为与具备谐振构造体10的设备的接地连接。接地导体40可以是平板状的导体。如图2所示，接地导体40位于基体20的下表面22。具备谐振构造体10的设备的各种部件也可以位于接地导体40的Z轴的负方向侧。作为一例，金属板也可以位于接地导体40的Z轴的负方向侧。作为天线的谐振构造体10构成为，即使金属板位于接地导体40的Z轴的负方向侧，也能够维持给定频率下的辐射效率。

如图2以及图3所示，接地导体40沿着XY平面扩展。接地导体40位于与导体部30分离的位置。如图4所示，在接地导体40与导体部30之间夹有基体20。如图3所示，接地导体40在Z方向上与导体部30对置。接地导体40是与导体部30的形状相应的形状。在本实施方式中，如图2所示，接地导体40是与大致正方形的导体部30相应的大致正方形状。不过，接地导体40也可以是与导体部30的形状相应的任意的形状。

接地导体40在正方形的四个角部分别包含连接部40a。连接部40a构成为与连接导体60连接。接地导体40能够省略连接部40a的一部分。图2所示的连接部40a是圆形状。不过，连接部40a并不限定于圆形，也可以是任意的形状。

图3所示的第一供电线51以及第二供电线52能够包含导电性材料。

第一供电线51以及第二供电线52分别能够是通孔导体或者过孔导体等。

第一供电线51以及第二供电线52能够位于基体20之中。

图3所示的第一供电线51构成为与图1所示的导体部30所包含的第一导体31-1电磁连接。在本公开中，“电磁连接”可以是电连接或者磁连接。第一供电线51能够从图2所示的接地导体40的开口41向外部的设备等延伸。

第一供电线51构成为经由第一导体31-1向导体部30供电。第一供电线51构成为经由第一导体31-1将来自导体部30的电力向外部的设备等供电。

图3所示的第二供电线52构成为与图1所示的导体部30所包含的第一导体31-2电磁连接。第二供电线52构成为在与第一供电线51不同的位置电磁连接于导体部30。如图2所示，第二供电线52能够从接地导体40的开口42向外部的设备等延伸。

第二供电线52构成为经由第一导体31-2对导体部30供电。第二供电线52构成为经由第一导体31-2将来自导体部30的电力向外部的设备等供电。

图3所示的连接导体60能够包含导电性材料。连接导体60从接地导体40朝向导体部30延伸。连接导体60能够是通孔导体或者过孔导体等。连接导体60-1～60-4分别构成为分别连接第一导体31-1～31-4和接地导体40。

<谐振状态的例1>

图1所示的连接导体60-1和连接导体60-4能够成为一组。连接导体60-2和连接导体60-3能够成为一组。连接导体60-1、60-4的组和连接导体60-2、60-3的组成为沿着作为第一方向的X方向排列的第一连接对。连接导体60-1、60-4的组与连接导体60-2、60-3的组成为在第一导体31排列的正方格子中沿着第一导体31-1、31-4的组与第一导体31-2、31-3的组排列的X方向而排列的第一连接对。

谐振构造体10构成为沿着与X方向平行的第一路径以第一频率谐振。第一路径是经过第一连接对的连接导体60-1、60-4的组以及连接导体60-2、60-3的组的第一电流路径的一部分。第一电流路径包含接地导体40、第一导体31-1、31-4的组、第一导体31-2、31-3的组、第一连接对的连接导体60-1、60-4的组以及连接导体60-2、60-3的组。在图4中，第一电流路径的一部分被表示为电流路径I。

在谐振构造体10沿着与X方向平行的第一路径以第一频率进行谐振时，连接导体60-1、60-4的组和连接导体60-2、60-3的组能够构成为作为一对电壁发挥功能。在谐振构造体10沿着与X方向平行的第一路径以第一频率进行谐振时，从流过包含第一路径的第一电流路径的电流观察，连接导体60-1、60-2的组与连接导体60-3、60-4的组能够构成为作为一对磁壁发挥功能。连接导体60-1、60-4的组以及连接导体60-2、60-3的组作为一对电壁发挥功能，连接导体60-1、60-2的组以及连接导体60-3、60-4的组作为一对磁壁发挥功能，由此，谐振构造体10能够构成为，相对于从外部向导体部30所在的基体20的上表面21入射的第一频率的沿着第一路径而偏振的电磁波表现出人工磁壁特性。

谐振构造体10能够构成为：作为天线，通过从第一供电线51向导体部30供给电力，沿着与X方向平行的第一路径辐射偏振的电磁波。

<谐振状态的例2>

连接导体60-1和连接导体60-2能够成为一组。连接导体60-3和连接导体60-4能够成为一组。连接导体60-1、60-2的组和连接导体60-3、60-4的组成为沿着作为第二方向的Y方向排列的第二连接对。连接导体60-1、60-2的组与连接导体60-3、60-4的组成为在第一导体31排列的正方格子中沿着第一导体31-1、31-2的组与第一导体31-3、31-4的组排列的Y方向而排列的第二连接对。

谐振构造体10构成为沿着与Y方向平行的第二路径以第二频率进行谐振。第二路径是经过第二连接对的连接导体60-1、60-2的组以及连接导体60-3、60-4的组的第二电流路径的一部分。第二电流路径包含接地导体40、第一导体31-1、31-2的组、第一导体31-3、31-4的组、第二连接对的连接导体60-1、60-2的组以及连接导体60-3、60-4的组。

在谐振构造体10沿着与Y方向平行的第二路径以第二频率进行谐振时，连接导体60-1、60-2的组和连接导体60-3、60-4的组能够构成为作为一对电壁发挥功能。在谐振构造体10沿着第二路径以第二频率进行谐振时，从流过包含第二路径的第二电流路径的电流观察，连接导体60-2、60-3的组和连接导体60-1、60-4的组能够构成为作为一对磁壁发挥功能。连接导体60-1、60-2的组以及连接导体60-3、60-4的组作为一对电壁发挥功能，连接导体60-2、60-3的组以及连接导体60-1、60-4的组作为一对磁壁发挥功能，由此，谐振构造体10能够构成为，相对于从外部向导体部30所在的基体20的上表面21入射的第二频率的沿着第二路径而偏振的电磁波表现出人工磁壁特性。

谐振构造体10通过作为天线从第二供电线52向导体部30供给电力，能够沿着与Y方向大致平行的第二路径辐射偏振的电磁波。

在谐振构造体10中，如图1所示，导体部30为大致正方形状。在谐振构造体10中，导体部30为大致正方形状，因此第一电流路径的长度与第二电流路径的长度能够相等。在谐振构造体10中，第一电流路径的长度与第二电流路径的长度相等，因此第一频率与第二频率能够相等。

不过，谐振构造体10根据其用途等，也可以构成为使第一频率与第二频率不同。例如，谐振构造体10也可以构成为，通过使导体部30为长方形状，从而使第一电流路径的长度与第二电流路径的长度不同，使第一频率与第二频率不同。

图5是一个实施方式所涉及的阵列天线1的立体图。图6是图5所示的范围A中的阵列天线1的放大图。图7是沿着图6所示的L2-L2线的阵列天线1的剖视图。图8是沿着图6所示的L3-L3线的阵列天线1的剖视图。图9是图6所示的天线元件100-1、100-2的电路图。

在以后的附图中，使用xyz坐标系。在不特别区分x轴的正方向和x轴的负方向的情况下，x轴的正方向和x轴的负方向统一记载为“x方向”。在不特别区分y轴的正方向和y轴的负方向的情况下，y轴的正方向和y轴的负方向统一记载为“y方向”。在不特别区分z轴的正方向和z轴的负方向的情况下，z轴的正方向和z轴的负方向统一记载为“z方向”。

在以后的附图中，第四方向表示为x方向。与第四方向相交的第五方向表示为y方向。第八方向表示为z方向。图5等所示的xyz坐标系也可以与图1等所示的XYZ坐标系对应。在这种情况下，第四方向即图5所示的x方向能够与作为第一方向的图1所示的X方向或者第二方向即图1所示的Y方向对应。

图5所示的阵列天线1也可以位于电路基板2上。阵列天线1能够构成为经由电路基板2与集成电路3连接。集成电路3也可以是RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)。阵列天线1也可以不经由电路基板2而与集成电路3直接连接。在天线1与集成电路3直接连接的结构中，阵列天线1也可以不位于电路基板2上。阵列天线1具有天线元件100-1(第一天线元件)、天线元件100-2(第二天线元件)以及天线基板200。

以下，在不特别区分天线元件100-1、100-2的情况下，天线元件100-1、100-2统一记载为“天线元件100”。阵列天线1也可以具有任意的数量的天线元件100。

多个天线元件100以沿着x方向以及y方向的正方格子状排列。不过，多个天线元件100排列的格子并不限定于正方格子。多个天线元件100也可以任意地排列。例如，多个天线元件100也可以排列成斜交格子状、长方格子状、三角格子状以及六方格子状。

如图7以及图8所示，多个天线元件100也可以与天线基板200一体化。

如图6所示，天线元件100-1和天线元件100-2能够沿着x方向排列。天线元件100-1和天线元件100-2能够相互相邻。

如图9所示，天线元件100-1具有天线110-1(第一天线)和滤波器120-1(第一滤波器)。如图9所示，天线元件100-2具有天线110-2(第二天线)和滤波器120-2(第二滤波器)。

以下，在不特别区分天线110-1、110-2的情况下，天线110-1、110-2统一记载为“天线110”。以下，在不特别区分滤波器120-1、120-2的情况下，滤波器120-1、120-2统一记载为“滤波器120”。

在本实施方式中，天线110采用图1所示的谐振构造体10。不过，天线110也可以采用任意的谐振构造体。如图6以及图7所示，天线110具有包含第一导体31-1～31-4的导体部30、接地导体40、第一供电线51、第二供电线52以及连接导体60-1～60-4。如图7以及图8所示，天线110-1的接地导体40与天线110-2的接地导体40可以一体化。

如图7所示，天线110-1的第一供电线51和天线110-2的第一供电线51构成为与布线51a电连接。布线51a位于接地导体40与滤波器120的接地导体121之间。布线51a构成为与滤波器120-1电磁连接。在本实施方式中，布线51a构成为与滤波器12-1磁连接。例如，布线51a在xy平面中覆盖滤波器120-1的接地导体121的开口121a。布线51a通过覆盖滤波器120-1的接地导体121的开口121a，能够构成为与滤波器120-1磁连接。

如图9所示，通过布线51a与滤波器120-1电磁连接，天线110-1能够构成为经由布线51a以及天线110-1的第一供电线51与滤波器120-1电磁连接。通过布线51a与滤波器120-1电磁连接，天线110-2能够构成为经由布线5la以及天线110-2的第一供电线51与滤波器120-1电磁连接。

天线110-1构成为将从图9所示的滤波器120-1经由第一供电线51供给的电力作为沿着图6所示的x方向偏振的电磁波来辐射。天线110-1构成为将从外部入射到天线110-1的电磁波中的、沿着x方向偏振的电磁波经由图9所示的第一供电线51向滤波器120-1供给。

天线110-2构成为将从图9所示的滤波器120-1经由第一供电线51供给的电力作为沿着图6所示的x方向偏振的电磁波来辐射。天线110-2构成为将从外部入射到天线110-2的电磁波中的、沿着x方向偏振的电磁波经由图9所示的第一供电线51向滤波器120-1供给。

如图8所示，天线110-1的第二供电线52和天线110-2的第二供电线52构成为与布线52a电连接。布线52a位于接地导体40与滤波器120的接地导体121之间。布线52a构成为与滤波器120-2电磁连接。在本实施方式中，布线52a构成为与滤波器120-2磁连接。例如，布线52a在xy平面中覆盖滤波器120-2的接地导体121的开口121a。布线52a能够构成为，通过覆盖滤波器120-2的接地导体121的开口121a，从而与滤波器120-2磁连接。

如图9所示，通过布线52a与滤波器120-2电磁连接，天线110-1能够构成为经由布线52a以及天线110-1的第二供电线52而与滤波器120-2电磁连接。通过布线52a与滤波器120-2电磁连接，天线110-2能够构成为经由布线52a以及天线110-2的第二供电线52而与滤波器120-2电磁连接。

天线110-1构成为将从图9所示的滤波器120-2经由第二供电线52供给的电力作为沿着图6所示的y方向偏振的电磁波来辐射。天线110-1构成为将从外部入射到天线110-1的电磁波中的、沿着y方向偏振的电磁波经由图9所示的第二供电线52向滤波器120-2供给。

天线110-2构成为将从图9所示的滤波器120-2经由第二供电线52供给的电力作为沿着图6所示的y方向偏振的电磁波来辐射。天线110-2构成为将从外部入射到天线110-2的电磁波中的、沿着y方向偏振的电磁波经由图9所示的第二供电线52向滤波器120-2供给。

如图7所示，滤波器120-1构成为经由布线51a与天线110-1的第一供电线51以及天线110-2的第一供电线51电磁连接。滤波器120-1位于天线110-1的与接地导体40重叠的位置。滤波器120-1的xy平面中的位置也可以与天线110-1的xy平面中的位置相同或者为其附近。滤波器120-1也可以位于天线基板200之中。

如图8所示，滤波器120-2构成为经由布线52a与天线110-1的第二供电线52以及天线110-2的第二供电线52电磁连接。滤波器120-2位于天线110-2的与接地导体40重叠的位置。滤波器120-2的xy平面中的位置也可以与天线110-2的xy平面中的位置相同或者为其附近。滤波器120-2也可以位于天线基板200之中。

滤波器120是层叠波导型滤波器。不过，滤波器120并不限定于层叠波导型滤波器。滤波器120也可以根据阵列天线1的用途等采用任意的构造。如图7以及图8所示，滤波器120包含接地导体121、布线122、导体123、124、125以及导体126、127。滤波器120也可以包含任意数量的导体123等。

接地导体121能够包含导电性材料。接地导体121、布线122、导体123～125、导体126、127以及天线110所包含的构件也可以包含相同的导电性材料，也可以包含不同的导电性材料。如图7以及图8所示，接地导体121包含开口121a。滤波器120-1的接地导体121与滤波器120-2的接地导体121也可以一体化。

如图7所示，滤波器120-1的接地导体121与天线110-1的接地导体40重叠。滤波器120-1的接地导体121的开口121a与布线51a对置。

如图8所示，滤波器120-2的接地导体121与天线110-2的接地导体40重叠。滤波器120-2的接地导体121的开口121a与布线52a对置。

图7以及图8所示的布线122能够包含导电性材料。布线122在xy平面中覆盖导体125的开口125a。布线122构成为与图5所示的电路基板2电连接。布线122构成为经由图5所示的电路基板2与集成电路3电连接。在图5所示的阵列天线1与集成电路3直接连接的结构中，布线122能够构成为与集成电路3直接电连接。

导体123～125能够包含导电性材料。导体123～125构成为作为层叠导波管的一部分发挥功能。导体123、124、125分别包含开口123a、124a、125a。导体123～125在z方向上位于开口123a～125a对置的位置。导体123～125分别构成为经由各个开口123a～125a被电磁耦合。

图7以及图8所示的导体126在滤波器120的一个端部附近沿着z方向延伸。沿着y方向排列的多个导体126构成为经由沿着y方向延伸的导体123～125电连接。图7以及图8所示的导体127在滤波器120的另一个端部附近沿着z方向延伸。沿着y方向排列的多个导体126构成为经由沿着y方向延伸的导体123～125电连接。

图7以及图8所示的天线基板200与图1所示的基体20相同或者类似地能够包含电介质材料。在天线基板200中排列有多个天线元件100。

这样，如图7所示，天线元件100具备天线110和位于与天线110的接地导体40重叠的位置的滤波器120。通过滤波器120与天线110的接地导体40重叠，天线元件100能够小型化。因此，能够提供得以改善的天线元件100。此外，通过使天线元件100小型化，阵列天线1能够小型化。因此，能够提供得以改善的阵列天线1。

图10是其他实施方式所涉及的阵列天线1A的剖视图。图11是图10所示的天线元件100A的电路图。阵列天线1A是图5所示的阵列天线1的其他实施方式。图10所示的剖视图相当于图6所示的L3-L3线的剖视图。

阵列天线1A具有多个天线元件100A和天线基板200。阵列天线1A的外观结构与图5所示的阵列天线1相同或者类似。多个天线元件100A与图5所示的天线元件100相同或者类似，在天线基板200中能够排列成正方格子状。如图10以及图11所示，天线元件100A具有天线110A和滤波器120。

如图10所示，天线110A的第一供电线51和天线110A的第二供电线52构成为与布线53电连接。布线53位于接地导体40与滤波器120的接地导体121之间。布线53构成为与滤波器120电磁连接。在本实施方式中，布线53构成为与滤波器120磁连接。例如，布线53覆盖滤波器120的接地导体121的开口121a。布线53能够构成为通过覆盖滤波器120的接地导体121的开口121a而与滤波器120磁连接。

如图11所示，能够构成为通过布线53与滤波器120电磁连接，天线110A能够经由第一供电线51以及第二供电线52与滤波器120电磁连接。

天线110A构成为将从滤波器120经由第一供电线51以及第二供电线52供给的电力作为电磁波辐射。天线110A构成为将从外部入射到天线110A的电磁波经由第一供电线51以及第二供电线52供给至滤波器120。

滤波器120构成为，经由布线53与天线110A的第一供电线51以及第二供电线52电磁连接。

图10所示的阵列天线1A的其他结构以及效果与图5所示的阵列天线1的结构以及效果相同或者类似。

图12是一个实施方式所涉及的阵列天线1B的立体图。图13是图12所示的阵列天线1B的剖视图。图13所示的剖视图相当于沿着图6所示的L3-L3线的剖视图。

图12所示的阵列天线1B构成为，与图5所示的结构相同或者类似，经由电路基板2与集成电路3电连接。阵列天线1B具有多个天线元件100B和天线基板210。

如图13所示，天线元件100B具有天线110A和滤波器130。

天线元件100B的电路结构能够与图11所示的结构相同或者类似。天线110A能够构成为，经由第一供电线51以及第二供电线与滤波器130电磁连接。

例如，如图13所示，天线110A的第一供电线51和天线110A的第二供电线52构成为与布线53电连接。布线53位于接地导体40与滤波器130的接地导体131之间。布线53构成为与图10所示的构造相同或者类似地与滤波器130电磁连接。天线110A能够构成为，通过布线53与滤波器130电磁连接，经由第一供电线51以及第二供电线52与滤波器130电磁连接。

天线110A构成为，将从滤波器130经由第一供电线51以及第二供电线52供给的电力作为电磁波辐射。天线110A构成为将从外部入射到天线110A的电磁波经由第一供电线51以及第二供电线52向滤波器130供给。

如图13所示，滤波器130构成为，经由布线53而与天线110A的第一供电线51以及第二供电线52电磁连接。滤波器130位于与天线110A的接地导体40重叠的位置。滤波器130的xy平面中的位置可以与天线110A的xy平面中的位置相同的或者为其附近。滤波器130可以位于天线基板210的基板部211之中。

滤波器130是电介质滤波器。不过，滤波器130并不限定于电介质滤波器。滤波器130可以根据阵列天线1B的用途等采用任意的构造。如图13所示，滤波器130包含接地导体131、布线132、三个电介质块133、导体134、135、136以及导体137、138。滤波器130也可以包含任意数量的电介质块133。

接地导体131能够包含导电性材料。接地导体131、布线132、导体134～136、导体137、138以及天线110A所包含构件可以包含相同的导电性材料，也可以包含不同的导电性材料。接地导体131包含开口131a。接地导体131的开口131a与布线53对置。

布线132能够包含导电性材料。布线132在xy平面中覆盖导体136的开口136a。布线132构成为与图12所示的电路基板2电连接。布线132构成为经由图12所示的电路基板2与集成电路3电连接。在图12所示的阵列天线1B与集成电路3直接连接的结构中，布线132能够构成为与集成电路3直接电连接。

电介质块133能够包含电介质材料。电介质块133的介电常数可以根据阵列天线1B的用途等适当选择。

导体134～136能够包含导电性材料。导体134、135、136分别包含开口134a、135a、136a的每一个。导体134～136在Z方向上位于开口134a～136a对置的位置。导体134～136分别构成为经由各自的开口134a～136a电磁耦合。

导体137、138能够包含导电性材料。导体137位于与电介质块133所包含的zy平面大致平行的两个面中的、电介质块133的一个面。导体138位于与电介质块133所包含的zy平面大致平行的两个面中的、电介质块133的另一面。导体137、138分别沿着zy平面扩展。

图12所示的天线基板210可以与图1所示的基体20相同或者类似，能够包含电介质材料。天线基板210包含多个基板部211。如图12以及图13所示，在基板部211排列有一个天线元件100B。不过，在图12所示的基板部211中，可以排列任意数量的天线元件100B。

基板部211在阵列天线1B中，能够根据天线元件100B排列的方式适当排列。例如，在天线元件100B以沿着x方向以及y方向的正方格子状排列的结构中，多个基板部211能够排列为沿着x方向以及y方向的正方格子状。例如，在天线元件100B以沿着x方向或者y方向的直线状排列的结构中，多个基板部211能够沿着x方向或者沿着y方向排列。

阵列天线1B的其他结构以及效果与图5所示的阵列天线1的结构以及效果相同或者类似。

图14是一个实施方式所涉及的阵列天线1C的立体图。图15是图14所示的阵列天线1C的剖视图(之一)。图15所示的剖视图相当于沿着图6所示的L2-L2的剖视图。图16是图14所示的阵列天线1C的剖视图(之二)。图16所示的剖视图相当于沿着图6所示的L3-L3的剖视图。

图14所示的阵列天线1C经由电路基板2与集成电路3电连接。阵列天线1C具有天线元件100C-1(第一天线元件)以及天线元件100C-2(第二天线元件)和天线基板220。

以下，在不特别区分天线元件100C-1、100C-2的情况下，天线元件100C-1、100C-2统一记载为“天线元件100C”。阵列天线1可以具有任意的数量的天线元件100C。

多个天线元件100C在天线基板220中呈格子状排列。例如，如图14所示，四个天线元件100C在天线基板220的基板部221中排列成正方格子状。

天线元件100C-1包含天线110-1和滤波器140-1。天线元件100C-2包含天线110-2和滤波器140-2。以下，在不特别区分滤波器140-1、140-2的情况下，滤波器140-1、140-2统一记载为“滤波器140”。

天线元件100C-1、100C-2的电路结构能够与图9所示的电路结构相同或者类似。天线元件100C-1、100C-2构成为经由各个第一供电线51以及布线51a与滤波器140-1电磁连接。天线元件100C-1、100C-2构成为经由各个第二供电线52以及布线52a与滤波器140-2电磁连接。

如图15所示，滤波器140-1构成为经由布线51a与天线110-1的第一供电线51以及天线110-2的第一供电线51电磁连接。滤波器140-1位于与天线110-1的接地导体40重叠的位置。滤波器140-1的xy平面中的位置可以与天线110-1的xy平面中的位置相同或者其附近。

如图16所示，滤波器140-2构成为经由布线52a与天线110-1的第二供电线52以及天线110-2的第二供电线52电磁连接。滤波器140-2位于与天线110-2的接地导体40重叠的位置。滤波器140-2的xy平面中的位置可以与天线110-2的xy平面中的位置相同或者为其附近。

滤波器140是电介质滤波器。不过，滤波器140并不限定于电介质滤波器。滤波器140可以根据阵列天线1C的用途等采用任意的构造。如图15以及图16所示，滤波器140包含接地导体141、布线142、三个电介质块143、导体144、145、146以及导体147、148。滤波器140也可以包含任意数量的电介质块143。

接地导体141能够包含导电性材料。接地导体141、布线142、导体144～146、导体147、148以及天线110所包含的构件可以包含相同的导电性材料，也可以包含不同的导电性材料。如图15以及图16所示，接地导体141包含开口141a。

如图15所示，滤波器140-1的接地导体141与天线110-1的接地导体40重叠。滤波器140-1的接地导体141的开口141a与布线51a对置。

如图16所示，滤波器140-2的接地导体141与天线110-2的接地导体40重叠。滤波器140-2的接地导体141的开口141a与布线52a对置。

图15以及图16所示的布线142能够包含导电性材料。布线142在xy平面中覆盖导体146的开口146a。布线142构成为与图14所示的电路基板2电连接。布线142构成为经由图14所示的电路基板2与集成电路3电连接。在图14所示的阵列天线1与集成电路3直接连接的结构中，布线142能够构成为与集成电路3直接电连接。

电介质块143能够包含电介质材料。电介质块143的介电常数可以根据阵列天线1C的用途等适当选择。

导体144～146能够包含导电性材料。导体144、145、146分别包含开口144a、145a、146a的每一个。导体144～146在Z方向上位于开口144a～146a对置的位置。导体144～146分别构成为经由各自的开口144a～146a而电磁耦合。

导体147、148能够包含导电性材料。导体147位于与电介质块143所包含的zy平面大致平行的两个面中的、电介质块143的一个面。导体148位于与电介质块143所包含的zy平面大致平行的两个面中的、电介质块143的另一面。导体147、148分别沿着zy平面扩展。

图14所示的天线基板220可以与图1所示的基体20相同或者类似，能够包含电介质材料。天线基板220包含多个基板部221。在基板部221排列有四个天线元件100C。在基板部221中，四个天线元件100C以沿着x方向以及y方向的正方格子状排列。不过，排列在基板部221的天线元件100C的数量并不限定于4个。只要至少一个天线元件100C位于基板部221即可。

基板部221在阵列天线1C中，能够根据天线元件100排列的方式适当排列。例如，在天线元件100C以沿着x方向以及y方向的正方格子状排列的结构中，多个基板部221能够排列为沿着x方向以及y方向的正方格子状。

阵列天线1C的其他结构以及效果与图5所示的阵列天线1的结构以及效果相同或者类似。

图17是其他实施方式所涉及的阵列天线1D的剖视图。图17所示的剖视图相当于沿着图6所示的L3-L3线的剖视图。阵列天线1D是图14所示的阵列天线1C的其他实施方式。

阵列天线1D具有多个天线元件100D和天线基板220。多个天线元件100D与图14所示的结构相同或者类似，在天线基板220的基板部221中能够排列成正方格子状。

天线元件100D具有天线110A和滤波器140。天线元件100D的电路结构能够与图11所示的电路结构相同或者类似。天线110A构成为经由第一供电线51以及第二供电线52与滤波器140电磁连接。

例如，如图17所示，天线110A的第一供电线51和天线110A的第二供电线52构成为与布线53电连接。布线53位于接地导体40与滤波器140的接地导体141之间。布线53构成为，与图10所示的结构相同或者类似，与滤波器140电磁连接。通过布线53与滤波器140电磁连接，天线110A能够构成为经由第一供电线51以及第二供电线52与滤波器140电磁连接。

图17所示的阵列天线1D的其他结构以及效果与图5所示的阵列天线1的结构以及效果相同或者类似。

图18是一个实施方式所涉及的通信单元4的框图。图19是图18所示的通信单元4的剖视图。

如图18所示，通信单元4具备阵列天线1、集成电路3、电池8A以及传感器8B，以作为功能块。通信单元4具有RF模块5、存储器6A以及控制器6B，以作为集成电路3的结构要素。如图19所示，通信单元4在框体4A内具备阵列天线1、电路基板2以及散热器7。在电路基板2可以搭载有集成电路3、电池8A以及传感器8C。

如图18所示，通信单元4在集成电路3的内部具备存储器6A以及控制器6B。不过，通信单元4也可以在集成电路3的外部具备存储器6A以及控制器6B。通信单元4也可以代替阵列天线1而具备图1所示的阵列天线1A、图12所示的阵列天线1B、图14所示的阵列天线1C以及图17所示的阵列天线1D中的任一个。

RF模块5也可以包含调制电路以及解调电路。RF模块5能够构成为基于控制器6B的控制来控制向阵列天线1供给的电力。RF模块5能够构成为基于控制器6B的控制对基带信号进行调制，并提供给阵列天线1。RF模块5能够构成为基于控制器6B的控制，将由阵列天线1接收到的电信号调制为基带信号。

图18所示的存储器6A例如能够包含半导体存储器等。存储器6A能够构成为作为控制器6B的工作存储器发挥功能。存储器6A可以包含在控制器6B中。存储器6A存储记述了实现通信单元4的各功能的处理内容的程序、以及通信单元4中的处理所使用的信息等。

图18所示的控制器6B例如能够包含处理器。控制器6B也可以包含一个以上的处理器。处理器可以包含读入特定的程序来执行特定的功能的通用的处理器、以及专用于特定的处理的专用的处理器。专用的处理器可以包含面向特定用途的IC。面向特定用途的IC称为ASIC。处理器可以包含可编程逻辑器件。可编程逻辑器件称为PLD。PLD可以包含FPGA。控制器6B可以是一个或者多个处理器协作的SoC以及SiP中的任一个。控制器6B可以在存储器6A中存储各种信息、或者用于使通信单元4的各结构部动作的程序等。

图18所示的控制器6B构成为经由RF模块5与天线元件100的滤波器120连接。控制器6B构成为，对RF模块5进行控制，通过阵列天线1将作为电信号的发送信号作为电磁波辐射。控制器6B构成为控制RF模块5，通过阵列天线1取得作为电磁波的接收信号，以作为电信号。

例如，控制器6B能够构成为生成从通信单元4发送的发送信号。控制器6B也可以构成为从传感器8B取得测定数据。控制器6B也可以构成为生成与测定数据相应的发送信号。

图19所示的散热器7能够包含任意的热传导构件。散热器7可以与集成电路3接触。散热器7构成为将从集成电路3等产生的热量向通信单元4的外部释放。

电池8A构成为向通信单元4供电。电池8A能够构成为向存储器6A、控制器6B以及传感器8B中的至少一个供电。电池8A能够包含一次蓄电池以及二次蓄电池的至少一方。电池8A的负极构成为与电路基板2的接地端子电连接。电池8A的负极构成为与阵列天线1的接地导体40电连接。

传感器8B例如可以包含速度传感器、振动传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、旋转角传感器、角速度传感器、地磁传感器、磁传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光传感器、照度传感器、UV传感器、气体传感器、气体浓度传感器、气氛传感器、液位传感器、气味传感器、压力传感器、大气压传感器、接触传感器、风力传感器、红外线传感器、人感传感器、位移量传感器、图像传感器、重量传感器、烟雾传感器、漏液传感器、生命传感器、蓄电池余量传感器、超声波传感器或者GPS(Global Positioning System，全球定位系统)信号的接收装置等。

图20是一个实施方式所涉及的移动体9A的框图。

本公开中的“移动体”包含车辆、船舶、航空器。本公开中的“车辆”包含机动车以及产业车辆，然而并不限于此，也可以包含铁道车辆以及生活车辆、在跑道上行驶的固定翼设备。汽车包含乘用车、卡车、公共汽车、摩托车、以及无轨电车等，然而并不限于此，可以包含在道路上行驶的其他车辆。工业车辆包含面向农业以及建设的工业车辆。工业车辆包含叉车、以及高尔夫球车，然而并不限于此。面向农业的工业车辆包含拖拉机、耕种机、插秧机、割捆机、联合收割机、以及割草机，然而并不限于此。面向建设的工业车辆推土机、铲运机铲土机、挖掘机、移动式起重机、自卸车、以及压路机，然而并不限于此。车辆包含以人力进行行驶的车辆。另外，车辆的分类不限于上述。例如，机动车可以包含能够在道路上行驶的工业车辆，也可以在多个分类中包含相同的车辆。本公开中的船舶包含水上喷射器(marinejets)、轮船以及游轮。本公开中的航空器包含固定翼设备以及旋转翼机。

移动体9A具备通信单元4。移动体9A除了通信单元4之外，例如为了发挥移动体9A的期望的功能，也可以具备任意的结构要素。例如，在移动体9A为汽车的情况下，移动体9A也可以具备发动机、制动器以及方向盘等。

图21是一个实施方式所涉及的基站9B的框图。

本公开中的“基站”表示能够与移动体9A进行无线通信的固定的基地等。本公开中的“基站”可以包含电信运营商或者无线从业人员等管理的无线设备。

基站9B具备通信单元4。基站9B只要至少具有图18所示的通信单元4的结构要素中的、阵列天线1和与阵列天线1连接的控制器6B即可。基站9B除了通信单元4之外，例如为了发挥基站9B的期望的功能，也可以具备任意的结构要素。

本公开所涉及的结构不限于以上说明的实施方式，能够进行多种变形或者变更。例如，各结构部等所包含的功能等能够以逻辑上不矛盾地进行再配置，能够将多个结构部等组合为一个或者进行分割。

例如，图5所示的天线元件100在阵列天线1A中可以排列成三角格子状。图22表示将天线元件100配置为三角格子状的例子。图22所示的位置P1表示天线元件100的位置。图22所示的第六方向是与第四方向所成的角度小于90度的方向。第七方向是与第四方向以及第六方向相交的方向。相同或类似地，图1所示的天线元件100A、图12所示的天线元件100B、图14所示的天线元件100C以及图17所示的天线元件100D可以排列成三角格子状。

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与现实的尺寸比率一致。

在本公开中，“第一”、“第二”、“第三”等的记载是用于区别该结构的识别符的一例。在本公开中的“第一”以及“第二”等的记载中被区别的结构能够交换该结构中的编号。例如，第一频率能够交换作为第二频率和识别符的“第一”和“第二”。同时进行识别符的交换。在识别符的交换后也区别该结构。也可以删除识别符。删除了识别符的结构用符号进行区别。不能仅基于本公开中的“第一”以及“第二”等识别符的记载，利用为该结构的顺序的解释、存在较小的编号的识别符的根据、以及存在较大的编号的识别符的根据。

符号说明

1、1A、1B、1C、1D 阵列天线

2 电路基板

3 集成电路

4 通信单元

4A 框体

5 RF模块

6A 存储器

6B 控制器

7 散热器

8A 电池

8B 传感器

9A 移动体

9B 基站

10 谐振构造体

20 基体

21 上表面

22 下表面

30 导体部

31、31-1、31-2、31-3、31-4 第一导体

31a、40a 连接部

40 接地基板

41、42 开口

51 第一供电线

52 第二供电线

51a、52a、53 布线

60、60-1、60-2、60-3、60-4 连接导体

100、100A、100B、100C、100D 天线元件

100-1、100C-1 天线元件(第一天线元件)

100-2、100C-2 天线元件(第二天线元件)

110 天线

110-1 天线(第一天线)

110-2 天线(第二天线)

120、130、140 滤波器

120-1、140-1 滤波器(第一滤波器)

120-2、140-2 滤波器(第二滤波器)

121、131、141 接地导体

122、132、142 布线

121a、131a、141a 开口

123～125、134～136、144～146 导体

123a～125a、134a～136a、144a～146a 开口

133、143 电介质块

126、127、137、138、147、148 导体

200、210、220 天线基板

211、221 基板部

C1、C2、C3、C4 电容元件。