JPH07249931A

JPH07249931A - 表面実装型アンテナ

Info

Publication number: JPH07249931A
Application number: JP6038679A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kawabata; 一也川端; Yuuichi Kushii; 裕一櫛比
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JP3158846B2; US5541616A

Abstract

(57)【要約】【目的】表面実装が可能で、かつ、高利得で、指向性を
コントロールすることができる表面実装型アンテナを提
供する。【構成】誘電体基体２の一面において基板１００に実装
され、基板１００に設けられた給電部１１０より給電さ
れてなる表面実装型アンテナ１であって、誘電体基体２
には、１つの給電用貫通孔３と少なくとも１つの無給電
貫通孔５が並設して形成され、給電用貫通孔３の内周面
には、放射電極４が形成されていることを特徴とする。
また、誘電体基体２の表面の給電用貫通孔３と無給電用
貫通孔５の周囲には、それぞれ端面電極７ａ、７ｂが形
成されており、さらに無給電用貫通孔５の内周面には無
給電電極６が形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体基板の一面にお
いて基板に実装され、前記基板に設けられた給電部より
給電されてなる表面実装型アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、自動車電話や携帯電話の普及に伴
い、それらの高周波信号の送受信に用いられるアンテナ
の小型化の要求が非常に高まってきている。

【０００３】図４にアンテナを用いた携帯電話等の通信
機の一形態を示す。アンテナ１０は、誘電体装荷型のモ
ノポールアンテナであり、円柱状の誘電体２０内に貫通
孔３０を形成し、その内周には例えばＣｕよりなる放射
電極４０が形成される。また、誘電体２０の一端面に
は、雄型コネクタ６０が取り付けられ、通信機本体８０
に設けられた雌型コネクタ７０と接続されることによ
り、放射電極４０への給電、高周波信号の送受信を可能
とする。

【０００４】しかしながら、このような通信機において
は、アンテナ１０が通信機本体８０の外部に配設される
ことになり、小型化の妨げとなってしまうばかりか、外
力が直接アンテナに作用することになり、機械的強度や
耐久性の低下、特性変化などの問題を引き起こす可能性
がある。また、高周波信号の送受信をコネクタを介して
行うために、挿入損失が増加したり、共振周波数が変化
するなどの問題が発生してしまう。さらに、コネクタの
使用により、部品点数も多くなり、作業性、コスト面に
おいても好ましくない。

【０００５】そこで、図５に示すように、コネクタ等を
用いず直接、基板に実装する表面実装型のアンテナが発
案されている。表面実装型アンテナ１１は、柱状の誘電
体基板２２に一端面から他端面にかけて貫通孔３３を形
成し、その内周面には放射電極４４が形成されている。
また、誘電体基板２２の一端面には、端面電極９９が形
成され、放射電極４４と接続されている。

【０００６】また、基板１００は、表面実装型アンテナ
１１を実装した状態で、通信機本体等のケース中に収納
されるものであり、実装側主面には、表面実装型アンテ
ナ１１に給電するための給電部としての給電用線路１４
０が形成されているほか、送信回路や受信回路などの信
号処理回路（図示せず）が形成されている。

【０００７】表面実装型アンテナ１１は、一側面におい
て基板１００上に載置され、端面電極９９と給電用線路
１４０とを互いに対応させて、例えば半田、接着剤など
（図示せず）で接続、固定される。また、誘電体基板２
２の側面から底面にかけては固定用電極８８が形成さ
れ、基板１００の実装側主面に形成された固定用導体１
８０と互いに対応させて、同じく半田、接着剤など（図
示せず）で接続、固定される。

【０００８】このような表面実装型アンテナ１１におい
ては、従来の誘電体装荷型のアンテナと比較すると、コ
ネクタが不要で、かつ、基板に直接表面実装できるとい
った点において効果的である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一方
で、従来のモノポール型の表面実装型アンテナにおいて
は、指向性がコントロールできず、例えば、携帯電話に
使用した場合には、当然のことながらアンテナも機器に
一体に組込まれているため、利用間システムの相互干渉
や、他の機器や人体方向へ向かっての電波の発生といっ
た問題は避けることができない。

【００１０】また、利得の面においても、指向性が分散
することによって、高い利得を得ることが困難であると
いった問題点もあった。

【００１１】本発明は、上記のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、表面実装が可能で、かつ、指向性のコ
ントロールが可能で高利得な表面実装型アンテナを提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、誘電体基板の一面において基板に実装さ
れ、前記基板に設けられた給電部より給電されてなる表
面実装型アンテナであって、前記誘電体基板には、１つ
の給電用貫通孔と少なくとも１つの無給電用貫通孔が並
設して形成され、前記給電用貫通孔の内周面には放射電
極が形成されていることを特徴とする。

【００１３】また、前記誘電体基板の表面の前記給電用
貫通孔と前記無給電用貫通孔の周囲には、それぞれ端面
電極が形成されており、さらに、前記無給電用貫通孔の
内周面には無給電電極が形成されていることを特徴とす
る。

【００１４】さらに、前記無給電用貫通孔の内周面には
反射電極が形成されていることを特徴とする。

【００１５】さらに、前記給電用貫通孔と前記無給電貫
通孔とがコンデンサやインダクタンスや抵抗によって接
続されていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明によれば、給電用貫通孔側と無給電用貫
通孔側に形成された端面電極によって、無給電方式のフ
ェーズドアレーアンテナとして動作し、指向性のコント
ロールが可能となる。

【００１７】また、無給電用貫通孔と給電用貫通孔を外
部で接続することによっても、フェーズドアレーアンテ
ナの原理によって、指向性のコントロールが可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図１ないし図
３を用いて詳細に説明する。表面実装型アンテナ１は、
例えばセラミックス、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレ
ンテレフタレート樹脂、またはポリカーボネイト樹脂よ
りなる誘電体基板２に、端面２ｅから２ｆにかけて給電
用貫通孔３を形成する。この給電用貫通孔３の内周面に
は、例えばメッキ法や導電ペーストの塗布などにより、
Ｃｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔよりなる放射電極
４が形成される。

【００１９】以上のように構成された表面実装型アンテ
ナ１は、放射電極４に対し高周波電力が供給されること
により、高周波電磁界を発生し、放射電極４より電波を
送信する。また、放射電極４は、電波を受信したとき、
高周波電流を誘起し、伝送ラインへと伝達する。

【００２０】［第１の実施例］図１は本発明の第１の実
施例の表面実装型アンテナおよびそれを実装する基板を
示す斜視図である。表面実装型アンテナ１は、上記のよ
うな構成に加えて、給電用貫通孔３に並設して、無給電
用貫通孔５が形成されている。そして、無給電用貫通孔
５の内周面には、例えばメッキ法や導電ペーストの塗布
などにより、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔより
なる無給電電極６が形成されている。

【００２１】また、誘電体基板２の端面２ｅには、給電
用貫通孔３および無給電用貫通孔５の周囲にそれぞれ端
面電極７ａ、７ｂが形成されている。端面電極７ａは給
電用貫通孔３の内周面に形成された放射電極４と接続さ
れ、端面電極７ｂは無給電用貫通孔５の内周面に形成さ
れた無給電電極６とそれぞれ接続されている。なお、端
面電極７ａ、７ｂは、後述する基板との固定強度を上げ
るために、誘電体基板２の端面２ｅから底面２ｂにかけ
て形成されていてもよい。

【００２２】さらに、誘電体基板２の端面２ｆには、端
面電極７ａ、７ｂと対称な位置に固定用電極８が形成さ
れている。なお、この固定用電極８の形成位置、形状、
数は特に限定されるものではなく、要求される固定強度
に応じて、また、製造コストに応じて適宜選択される。
つまり、端面２ｆに１つだけ形成されていてもよいし、
側面２ｃ、２ｄに形成されていてもよいし、さらに端面
２ｆ、側面２ｃ、２ｄから底面２ｂにかけて形成されて
いてもよい。ただし、外的衝撃に対する固定強度を考慮
すると、誘電体基板の外表面に形成されている電極が、
全体として対称性を持って形成されていることが望まし
い。

【００２３】次に、表面実装型アンテナ１の基板への実
装状態について説明する。実装用の基板１００には、給
電部１１０、固定用導体１８０、給電用線路１４０が形
成されている。給電部１１０は、給電用導体１７０から
なり、給電用線路１４０と接続されている。

【００２４】表面実装型アンテナ１は、誘電体基板２の
端面２ｅ、２ｆに形成された端面電極７ａ、７ｂと固定
用電極８が、基板１００に形成された給電用導体１７０
と固定用導体１８０に対応するように載置され、例えば
半田、接着剤など（図示せず）によって接続、固定され
る。

【００２５】つまり、この表面実装型アンテナ１におい
ては、給電源（図示せず）より給電用線路１４０、給電
用導体１７０、端面電極７ａを経て、放射電極４に給電
されることになる。本実施例においては、給電用貫通孔
３の内周面に形成された放射電極４に給電することによ
って、高周波電磁界を発生し、誘電体基板２の端面２ｅ
から２ｆにかけて、電流が流れることになる。

【００２６】一方、無給電用貫通孔５の内周面に形成さ
れた無給電電極６にも、端面電極７ａと端面電極７ｂと
の結合によって、電流が流れることになるが、給電用貫
通孔３側に流れる電流とは分布が異なっている。さら
に、無給電用貫通孔５側に流れる電流の方向について
も、端面電極７ａと端面電極７ｂとの結合の強さ、誘電
体基板２における給電用貫通孔３と無給電用貫通孔５の
配置による結合度の差によって異なる。

【００２７】つまり、放射電極４から放射される電波の
指向性は、無給電用貫通孔５に流れる電流の位相の大き
さとリアクタンス成分の差を調整することによって、給
電用貫通孔３側あるいは無給電用貫通孔５側のいずれか
一方に強く出るようにできる。また、指向性をコントロ
ールすることによって、一方側に強く指向性を持たせれ
ば、アンテナとしての利得を向上することが可能とな
る。

【００２８】［第２の実施例］図２は本発明の第２の実
施例の表面実装型アンテナおよびそれを実装する基板を
示す斜視図である。なお、第１の実施例と同一の部分、
または、相当する部分には同一の符号を付して詳細な説
明は省略する。第２の実施例において、給電用貫通孔３
側の構成については、第１の実施例と同一である。つま
り、誘電体基板２の端面２ｅの給電用貫通孔３の周囲に
は端面電極７が形成され、給電用貫通孔３の内周面に形
成された放射電極４と接続されている。端面電極７は、
後述する基板との固定強度を上げるために、誘電体基板
２の端面２ｅから底面２ｂにかけて形成されていてもよ
い。一方、無給電用貫通孔５の内周面には、例えばメッ
キ法や導電性ペーストの塗布などにより、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔよりなる反射電極９が形成され
る。

【００２９】また、誘電体基板２の側面２ｃ、２ｄに
は、互いに対称な位置に固定用電極８が形成されてい
る。なお、この固定用電極８の形成位置、形状、数は特
に限定されるものではなく、要求される固定強度に応じ
て、また、製造コストに応じて適宜選択される。つま
り、端面２ｆにだけ形成されていてもよいし、さらに端
面２ｆ、側面２ｃ、２ｄから底面２ｂにかけて形成され
ていてもよい。ただし、外的衝撃に対する固定強度を考
慮すると、誘電体基板の外表面に形成されている電極が
全体として対称性を持って形成されていることが望まし
い。

【００３０】次に、表面実装型アンテナ１の基板への実
装状態について説明する。実装用の基板１００の一方主
面１００ａには、給電部１１０、固定用導体１８０が形
成されている。給電部１１０は、給電用導体１７０およ
び給電用ホール１６０からなる。給電用ホール１６０
は、基板１００を貫通して形成されており、その内周面
には、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔより
なる導体が形成され、基板１００の他方主面に形成され
た給電用線路１４０と接続されている。

【００３１】表面実装型アンテナ１は、誘電体基板２の
端面２ｅに形成された端面電極７と側面２ｃ、２ｄに形
成された固定用電極８が、基板１００の一方主面１００
ａに形成された給電用導体１７０と固定用導体１８０に
対応するように載置され、例えば半田、接着剤など（図
示せず）によって接続、固定される。

【００３２】つまり、この表面実装型アンテナ１におい
ては、給電源（図示せず）より給電用線路１４０、給電
用ホール１６０、給電用導体１７０、端面電極７を経
て、放射電極４に給電されることになる。

【００３３】本実施例においては、給電用貫通孔３と無
給電用貫通孔５との間隔が比較的近い（例えば、４分の
１波長以下）場合には、給電用貫通孔３の内周面に形成
された放射電極４から放射される電波は、無給電用貫通
孔５の内周面に形成された反射電極９によって反射さ
れ、給電用貫通孔３側に強く出ることになる。さらに、
利得の面で従来と比較すると、この場合、電波が一方側
にのみ放射されるため、アンテナとしての利得は向上す
る。

【００３４】次に、給電用貫通孔３と無給電用貫通孔５
との間隔が適当に離れている（例えば、２分の１波長程
度）場合には、逆に無給電用貫通孔５側に強く出ること
になる。

【００３５】したがって、誘電体基板２における給電用
貫通孔３と無給電用貫通孔５の形成位置を選択すること
によって、指向性をコントロールすることができ、アン
テナとしての利得も向上させることが可能となる。

【００３６】［第３の実施例］図３は本発明の第３の実
施例の表面実装型アンテナを示す斜視図である。なお、
本実施例においても、第１、第２の実施例と同一の部
分、または、相当する部分には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。第３の実施例において、給電用貫通
孔３側の構成については、第１、２の実施例と同一であ
る。つまり、誘電体基板２の端面２ｅの給電用貫通孔３
の周囲には端面電極７が形成され、給電用貫通孔３の内
周面に形成された放射電極４と接続されている。端面電
極７は、後述する基板との固定強度を上げるために、誘
電体基板２の端面２ｅから底面２ｂにかけて形成されて
いてもよい。

【００３７】一方、誘電体基体２には、無給電用貫通孔
５ａ、５ｂが、給電用貫通孔３と並設して形成される。
つまり、誘電体基板２には、３つの貫通孔が並設して形
成されていることになる。

【００３８】また、固定用電極については、第１、２の
実施例と同様に、形状、数は特に限定されるものではな
く、要求される固定強度に応じて、また、製造コストに
応じて適宜選択される。つまり、端面２ｆにだけ形成さ
れていてもよいし、さらに端面２ｆ、側面２ｃ、２ｄか
ら底面２ｂにかけて形成されていてもよい。ただし、外
的衝撃に対する固定強度を考慮すると、誘電体基板の外
表面に形成されている電極が全体として対称性を持って
形成されていることが望ましい。

【００３９】第３の実施例における表面実装型アンテナ
１を実装する基板についても、第１の実施例あるいは第
２の実施例で述べたいずれの基板を採用することができ
る。ただし、基板上の電極パターンについては、実装す
る表面実装型アンテナの電極形状、数に応じて、適宜選
択される。

【００４０】本実施例においては、無給電用貫通孔５
ａ、５ｂの内周面に反射電極が形成されている場合と形
成されていない場合で、表面実装型アンテナ１の指向性
が異なる。

【００４１】つまり、無給電用貫通孔５ａ、５ｂの内周
面に反射電極が形成されている場合、給電用貫通孔３の
内周面に形成された放射電極４より放射される電波は、
無給電用貫通孔５ａ、５ｂの内周面に形成された反射電
極によって反射され、給電用貫通孔３側に強く現れるこ
とになる。なお、無給電用貫通孔の数が多くなる程（反
射電極の数が多くなる程）、無給電用貫通孔が形成され
ていない側への指向性はより強くなる。

【００４２】次に、無給電用貫通孔５ａ、５ｂの内周面
に反射電極が形成されていない場合、誘電体基板２にお
いては、無給電用貫通孔５ａ、５ｂが形成されているこ
とにより、無給電用貫通孔５ａ、５ｂ側の誘電率が低下
する。ここで、電波は誘電率の低い方へ強く出やすくな
り、誘電率の低い側の指向性が強くなる。したがって、
給電用貫通孔の位置や無給電用貫通孔の数、孔径を選択
することによって、誘電率を変化させ、指向性をコント
ロールでき、アンテナとしての利得も向上させることが
可能となる。

【００４３】［第４の実施例］図４は本発明の第４の実
施例の表面実装型アンテナを示す斜視図である。なお、
本実施例においても、第１〜第３の実施例と同一の部
分、または、相当する部分には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。第４の実施例は、第１の実施例と比
較して、誘電体基板２の端面２ｅにチップ状のコンデン
サ１２が固定されている点に特徴がある。

【００４４】つまり、第４の実施例に係る表面実装型ア
ンテナ１においては、端面電極７ａ、７ｂの間にコンデ
ンサ１２を配置し、接着剤や半田などで端面電極７ａ、
７ｂとそれぞれ接続、固定している。それによって、給
電用貫通孔３と無給電用貫通孔５とは、端面電極７ａ、
７ｂによって結合しているが、さらにコンデンサ１２に
よって相互の結合度が変化することになる。そして、コ
ンデンサ１２の容量値を選択することによって、指向性
のコントロールが可能になる。

【００４５】また、コンデンサ１２にかえて、チップコ
イルやチップ抵抗を利用することによっても、給電用貫
通孔３と無給電用貫通孔５間の結合度を変化させ、指向
性をコントロールすることが可能である。

【００４６】また、固定用電極の形成や、実装基板への
実装構造については、第１〜第３の実施例と同様であ
る。

【００４７】なお、第１〜４の実施例においては、表面
実装型アンテナの平面形状が、矩形状であるが、正方形
状であってもよく、また、貫通孔は誘電体基板の長手方
向に形成されているが、短辺方向に形成されたとして
も、本発明の主旨が何ら変ることはない。

【００４８】また、第１の実施例における基板（基板の
一方主面に給電用線路が形成されている構造）を第２の
実施例における基板として適用してもよい。また、第２
の実施例における基板（基板の他方主面に給電用線路が
形成されている構造）を第１の実施例における基板とし
て適用してもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、コネクタなどを使用せ
ずに携帯電話等の通信機の内部に収納される実装基板に
直接実装することができ、しかも、容易に指向性をコン
トロールすることが可能な表面実装型アンテナを実現で
きる。その結果、利用システム間の相互干渉や電波の機
器、生体への影響を低減することが可能となる。

【００５０】また、利得の面においても、指向性をコン
トロールし、一方側に強くすることによって、高い利得
を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の表面実装型アンテナお
よびそれを実装する基板を示す斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施例の表面実装型アンテナお
よびそれを実装する基板を示す斜視図である。

【図３】本発明の第３の実施例の表面実装型アンテナを
示す斜視図である。

【図４】本発明の第４の実施例の表面実装型アンテナを
示す斜視図である。

【図５】本発明の従来例を示す分解斜視図である。

【図６】本発明の他の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１表面実装型アンテナ２誘電体基板３給電用貫通孔４放射電極５無給電用貫通孔６無給電電極７端面電極９反射電極１２コンデンサ１００基板１１０給電部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体基板の一面において基板に実装さ
れ、前記基板に設けられた給電部より給電されてなる表
面実装型アンテナであって、前記誘電体基板には、１つ
の給電用貫通孔と少なくとも１つの無給電用貫通孔が並
設して形成され、前記給電用貫通孔の内周面には放射電
極が形成されていることを特徴とする表面実装型アンテ
ナ。
【請求項２】前記誘電体基板の表面の前記給電用貫通
孔と前記無給電用貫通孔の周囲には、それぞれ端面電極
が形成されており、さらに、前記無給電用貫通孔の内周
面には無給電電極が形成されていることを特徴とする請
求項１記載の表面実装型アンテナ。
【請求項３】前記無給電用貫通孔の内周面には反射電
極が形成されていることを特徴とする請求項１記載の表
面実装型アンテナ。
【請求項４】前記給電用貫通孔と前記無給電貫通孔と
がコンデンサやインダクタンスや抵抗によって接続され
ていることを特徴とする請求項１ないし３記載の表面実
装型アンテナ。