JP2004186731A - チップアンテナおよびそれを用いた無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で複数のまたは広い周波数帯域において共振を得ることのできるチップアンテナを得る。
【解決手段】誘電体で構成された基体１１と、基体１１に形成され、矩形形状を有する第１のエリアＳ１および第１のエリアＳ１から連続して延びる第２のエリアＳ２を備えたパターンアンテナＡ２と、基体１１の表面に形成され、パターンアンテナＡ２に接続される給電端子１２とを有する構成のチップアンテナ１０とする。このチップアンテナ１０において、第１のエリアＳ１における第２のエリアＳ２の延びる方向に沿った辺の長さＬ１と第２のエリアの長さＬ２とを調整すれば所望の共振波形が得られる。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置である携帯電話機や移動端末の内蔵アンテナ等として用いられるチップアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などの移動端末では、たとえば８００ＭＨｚ帯域と１５００ＭＨｚ帯域という複数の周波数帯域で使用可能なダイバーシチ受信用の小型チップアンテナが、たとえば特開平１１−３１９１３号公報に開示されている。当該公報では、導体と、導体の中間部に挿入されたトラップ回路を備え、チップアンテナ全体での共振と、トラップ回路までの共振との２共振を得る技術が示されている。
【０００３】
また、特開２００２−１１１３４４号公報では、チップアンテナと基板上に構成されたパターンアンテナとで２共振を得る技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１９１３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１１３４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−３１９１３号公報に記載の技術によれば、２共振を得ることはできるが、構造が複雑になるのみならず、トラップ回路の抵抗によりアンテナ効率が劣化する。
【０００６】
また、特開２００２−１１１３４４号公報に記載の技術によれば、基板上に導体線路パターンでアンテナを作製するので、アンテナ部分は非常に大きくなってしまい、小型化の要請に反する。
【０００７】
なお、２共振のそれぞれの共振周波数帯域を近づけると広い周波数帯域において共振が得られる、いわゆるワイドバンドのチップアンテナとなるが、前述した技術でこのようなチップアンテナを作製した場合でも、同様の問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、簡易な構造で複数のまたは広い周波数帯域において共振を得ることのできるチップアンテナを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るチップアンテナは、誘電体または磁性体で構成された基体と、基体に形成され、矩形形状を有する第１のエリアおよび第１のエリアから連続して延びる第２のエリアを備えたパターンアンテナと、基体の表面に形成され、パターンアンテナに接続される給電端子と、を有することを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、第１のエリアにおける第２のエリアの延びる方向に沿った辺の長さと第２のエリアの長さとを調整することにより、簡易な構造で複数のまたは広い周波数帯域において共振を得ることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態であるチップアンテナユニットを示す斜視図、図２は図１のチップアンテナユニットにおけるチップアンテナを示す分解斜視図、図３は図２のチップアンテナに形成された第１のパターンのパターンアンテナを示す平面図、図４は図２のチップアンテナに形成された第２のパターンのパターンアンテナを示す平面図、図５は図１のチップアンテナユニットにおけるチップアンテナを示す断面図、図６は図１のチップアンテナユニットにおける１〜１１ＧＨｚのＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフ、図７は図２のチップアンテナにおける第２のパターンのパターンアンテナを説明するための概念図、図８は図２のチップアンテナにおける第２のパターンのパターンアンテナにおいて所定箇所の長さを異ならせたときのＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。
【００１３】
図１〜図５に示すように、本実施の形態のチップアンテナ１０は、例えば比誘電率εｒ＝１０程度の高周波用セラミック誘電体材料で形成された積層構造からなる矩形形状の基体１１を有している。なお、基体１１は磁性体で構成することもできる。
【００１４】
基体１１の複数層にはパターンアンテナが形成されており、図示する場合には、第１のパターン層１０ａにはミアンダ状の第１のパターンを有するパターンアンテナＡ１（図３）が、第２のパターン層１０ｂには第１のパターンとは異なる面状の第２のパターンを有するパターンアンテナＡ２（図４）が、それぞれ形成されている。なお、本実施の形態では、パターンアンテナＡ１はミアンダ状のパターンとなっているが、たとえば円形や矩形、あるいは複数層にわたる三次元的なヘリカル状のパターンなど、種々のパターンとすることができる。
【００１５】
基体１１の底面より１つの側面を通って上面に至り、給電端子１２が形成されている。また、基体１１の対向する２つの側面およびその周囲の隣接面には、固定端子１６ａ，１６ｂが形成されている。図２に詳しく示すように、このようにして基体１１の表面に形成された給電端子１２は２つのパターンアンテナＡ１，Ａ２の一端に、固定端子１６ａはパターンアンテナＡ１の他端に、固定端子１６ｂはパターンアンテナＡ２の他端に、それぞれ接続されている。
【００１６】
図１に示すように、チップアンテナ１０は実装基板１３に搭載されており、チップアンテナ１０と実装基板１３とによってチップアンテナユニットが構成されている。実装基板１３には、接地電極１４と、回路のインピーダンスである例えば５０Ωに整合して信号源（図示せず）からの信号を給電端子１２に供給する給電線路１５、および固定端子１６ａ，１６ｂと接続されて基体１１を実装基板１３に固定する導体からなる固定部１７ａ，１７ｂとを備えている。
【００１７】
なお、本実施の形態においては、固定端子１６ａ，１６ｂおよび固定部１７ａ，１７ｂはそれぞれ２カ所に形成されているが、１カ所ずつであってもよい。
【００１８】
パターンアンテナＡ１，Ａ２、給電端子１２、接地電極１４、給電線路１５、固定端子１６ａ，１６ｂおよび固定部１７ａ，１７ｂは、銅や銀などの金属導体層をパターニングして形成されている。具体的には、たとえば銀等の金属ペーストをパターン印刷して焼き付ける方法、金属パターン層をメッキで形成する方法、薄い金属膜をエッチングによりパターニングする方法などにより形成されている。
【００１９】
図２に示すように、第１のパターンであるパターンアンテナＡ１と第２のパターンであるパターンアンテナＡ２とは積層方向に対してその大部分が重なり合っていない。そして、パターンアンテナＡ１により第１の共振Ｆ１（図６）が得られ、パターンアンテナＡ２で第２の共振Ｆ２が得られる（図６）。
【００２０】
パターンアンテナＡ２を形成する第２のパターンについて図７および図８を用いて詳細に説明する。
【００２１】
パターンアンテナＡ２は、矩形形状を有する第１のエリアＳ１と、この第１のエリアＳ１から連続して延びる第２のエリアＳ２から構成されている。そして、第１のエリアＳ１と第２のエリアＳ２との間にはスリットＴが形成されている。なお、このスリットＴは形成されていなくてもよい。
【００２２】
ここで、第１のエリアＳ１を形成する矩形形状とは、たとえば角が丸くなっていてもよい。また、第１のエリアＳ１および第２のエリアＳ２以外の部分（たとえば図７における網点で示す部分）があってもよい。なお、図７に示す場合には、第２のエリアＳ２は網点で示す部分を介して第１のエリアＳ１から連続して延びている。
【００２３】
ここで、図７において、第１のエリアＳ１における第２のエリアＳ２の延びる方向に沿った辺の長さをＬ１、第２のエリアＳ２の長さをＬ２としたとき、Ｌ１とＬ２との長さの関係によって得られる共振波形が異なってくる。なお、共振波形は、各エリアＳ１，Ｓ２の面積や幅、給電点の位置など、他の要素によっても異なってくるが、本実施の形態においては、前述したＬ１，Ｌ２を調整して所望の共振を得ている。
【００２４】
つまり、図８（ａ）に示すように、Ｌ２よりＬ１が長いときには第１のエリアＳ１での共振周波数の方が第２のエリアＳ２での共振周波数よりも低くなる。また、図８（ｂ）に示すように、Ｌ１よりＬ２が長いときには第２のエリアＳ２での共振周波数の方が第１のエリアＳ１での共振周波数よりも低くなる。
【００２５】
したがって、Ｌ１とＬ２との長さをこのように設定することにより２共振が得られ、このようなパターンアンテナＡ２をチップアンテナに用いることにより、一つのパターンアンテナ（つまり、パターンアンテナＡ１を用いることなくパターンアンテナＡ２のみ）で、複数の周波数帯域で使用可能なマルチバンドの無線通信装置が得られる。
【００２６】
また、図８（ｃ）に示すように、Ｌ１とＬ２との長さが接近して両者が僅かに異なるときには、２共振の各共振点が接近することから、結果として広い周波数帯域において共振が得られる。したがって、このようなパターンアンテナＡ２をチップアンテナに用いれば、広帯域で使用可能なワイドバンドの無線通信装置が得られる。なお、図６に示す第２の共振Ｆ２の波形はこのＬ１とＬ２とが接近した長さの場合であり、第２の共振Ｆ２の波形におけるＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ〜電圧／定在波比）が２以下の帯域が第１の共振Ｆ１の波形におけるＶＳＷＲが２以下の帯域に比較して広くなっている、つまりワイドバンドになっているのが分かる。
【００２７】
このように、本実施の形態によれば、矩形形状を有する第１のエリアＳ１と、この第１のエリアＳ１から連続して延びる第２のエリアＳ２から構成されているので、第１のエリアＳ１における第２のエリアＳ２の延びる方向に沿った辺の長さＬ１と第２のエリアＳ２の長さＬ２とを調整することにより、簡易な構造で複数のまたは広い周波数帯域において共振を得ることが可能になる。
【００２８】
以上の説明では、チップアンテナ１０には２つのパターンアンテナ、つまりパターンアンテナＡ１およびパターンアンテナＡ２が形成されているが、パターンアンテナＡ１によって得られる周波数帯が必要なければ、このパターンアンテナＡ１はなくてもよい。この場合には、パターンアンテナＡ２は、基体１１の内部および表面の何れにも形成することができる。さらに、パターンアンテナＡ２に加えて他の形状のパターンアンテナを形成する場合には、様々なパターン形状にすることもできる。また、本実施の形態のようにパターンアンテナは２つではなく、３つ以上形成することもできる。
【００２９】
なお、本発明のチップアンテナは、たとえば、携帯電話機、移動端末、無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ等、様々な無線通信装置に用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００３１】
すなわち、第１のエリアにおける第２のエリアの延びる方向に沿った辺の長さと第２のエリアの長さとを調整することにより、簡易な構造で複数のまたは広い周波数帯域において共振を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるチップアンテナユニットを示す斜視図である。
【図２】図１のチップアンテナユニットにおけるチップアンテナを示す分解斜視図である。
【図３】図２のチップアンテナに形成された第１のパターンのパターンアンテナを示す平面図である。
【図４】図２のチップアンテナに形成された第２のパターンのパターンアンテナを示す平面図である。
【図５】図１のチップアンテナユニットにおけるチップアンテナを示す断面図である。
【図６】図１のチップアンテナユニットにおける１〜１１ＧＨｚのＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。
【図７】図２のチップアンテナにおける第２のパターンのパターンアンテナを説明するための概念図である。
【図８】図２のチップアンテナにおける第２のパターンのパターンアンテナにおいて所定箇所の長さを異ならせたときのＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ チップアンテナ
１０ａ 第１のパターン層
１０ｂ 第２のパターン層
１１ 基体
１２ 給電端子
１３ 実装基板
１４ 接地電極
１５ 給電線路
１６ａ，１６ｂ 固定端子
１７ａ，１７ｂ 固定部
Ａ１，Ａ２ パターンアンテナ
Ｔ スリット

Claims (4)

1. 誘電体または磁性体で構成された基体と、
   前記基体に形成され、矩形形状を有する第１のエリアおよび前記第１のエリアから連続して延びる第２のエリアを備えたパターンアンテナと、
   前記基体の表面に形成され、前記パターンアンテナに接続される給電端子と、
   を有することを特徴とするチップアンテナ。
2. 前記パターンアンテナの前記第１のエリアと前記第２のエリアとの間にはスリットが形成されていることを特徴とする請求項１記載のチップアンテナ。
3. 前記パターンアンテナ以外の形状を有する他のパターンアンテナを有することを特徴とする請求項１または２記載のチップアンテナ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のチップアンテナが用いられていることを特徴とする無線通信装置。

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