JP3656470B2

JP3656470B2 - Frequency switching structure of surface mount antenna and communication device having the structure

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Publication number: JP3656470B2
Application number: JP22831999A
Authority: JP
Inventors: 正二南雲; 信人椿; 一也川端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: JP2001053528A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型アンテナの電波の送受信周波数帯域を切り換えるための周波数切り換え構造およびその構造を備えた通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３には本発明者が提案している表面実装型アンテナの周波数切り換え構造の一例が示されている。この図１３に示す表面実装型アンテナの周波数切り換え構造１は、表面実装型アンテナ２と、周波数切り換え用電極３と、切り換え回路４とを有して構成されている。
【０００３】
上記表面実装型アンテナ２は、誘電体基体５と、該誘電体基体５の表面に形成された給電電極６および放射電極７とを有して構成されている。上記給電電極６は電力源８と導通接続されており、その電力源８から交流電力が給電電極６に供給されると、その電力は給電電極６から容量結合によって放射電極７に伝達されて放射電極７が共振し、この共振エネルギーの一部が電波として送信される。
【０００４】
上記周波数切り換え用電極３は上記表面実装型アンテナ２の誘電体基体５の表面に放射電極７の端部と間隔を介して形成され、放射電極７との間に静電容量を持つものである。この周波数切り換え用電極３には該周波数切り換え用電極３の電位を切り換える切り換え回路４が接続されている。
【０００５】
上記切り換え回路４により、周波数切り換え用電極３の電位が切り換えられることによって、放射電極７とグランド間の静電容量が変化し、これにより、表面実装型アンテナ２の電波の送受信周波数帯域が切り換えられることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の表面実装型アンテナ２の周波数切り換え構造１では、図１３に示すような、周波数切り換え用電極３と放射電極７の対向し合っている局所的な部分Ａに静電容量が発生する。このために、放射電極７では、周波数切り換え用電極３と対向し合っている局所的な部分に電界が集中し、この電界集中に起因して表面実装型アンテナ２の周波数帯域が狭くなったり、利得が悪化する等、アンテナ特性が劣化してしまうという問題が生じる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、周波数切り換え用電極と放射電極間に生じる電界集中に起因したアンテナ特性の劣化を防止することができる表面実装型アンテナの周波数切り換え構造およびその構造を備えた通信装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明における表面実装型アンテナの周波数切り換え構造は、一端側をグランド電極又は給電電極に接続されるショート部とし他端側を開放端とする放射電極が誘電体基体に形成されて成る表面実装型アンテナと、上記放射電極と間隔を介して配設され放射電極との間に静電容量を持つ周波数切り換え用電極と、この周波数切り換え用電極の電位をグランド電位とグランド電位よりも高い電位とで切り換えて上記放射電極とグランド間の静電容量を切り換える切り換え回路とを有し、上記切り換え回路によって上記放射電極とグランド間の静電容量を切り換えることにより、表面実装型アンテナの電波の送受信周波数帯域を切り換える表面実装型アンテナの周波数切り換え構造であって、上記周波数切り換え用電極は、少なくとも上記放射電極のショート部側領域電極面に面状に対向配置して形成されることで放射電極の開放端側の電界を分散させる電界分散用電極としての機能を有すると共に、周波数切り換え用電極がグランド電位のときには放射電極との間に静電容量を持ち、周波数切り換え用電極がグランド電位よりも高い電位のときには放射電極との間に静電容量を持つと共にグランドとの間にも静電容量を持つ構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【０００９】
第２の発明における表面実装型アンテナの周波数切り換え構造は、上記第１の発明の構成を備え、表面実装型アンテナの誘電体基体は、表面実装型アンテナが実装される実装基板側から複数の基板が積層形成された積層体と成し、放射電極は上記誘電体基体の頂面に形成されており、周波数切り換え用電極は上記誘電体基体の内部における基板の基板面に放射電極と間隔を介し対向配置されていることを特徴として構成されている。
【００１０】
第３の発明における表面実装型アンテナの周波数切り換え構造は、上記第２の発明の構成を備え、誘電体基体を構成する複数の基板は互いに誘電率と厚みのうちの少なくとも一方が異なっていることを特徴として構成されている。
【００１１】
第４の発明における表面実装型アンテナの周波数切り換え構造は、一端側をグランド電極又は給電電極に接続されるショート部とし他端側を開放端とする放射電極が誘電体基体に形成されて成る表面実装型アンテナと、上記放射電極と間隔を介して配設され放射電極との間に静電容量を持つ周波数切り換え用電極と、この周波数切り換え用電極の電位をグランド電位とグランド電位よりも高い電位とで切り換えて上記放射電極とグランド間の静電容量を切り換える切り換え回路とを有し、上記切り換え回路によって上記放射電極とグランド間の静電容量を切り換えることにより、表面実装型アンテナの電波の送受信周波数帯域を切り換える表面実装型アンテナの周波数切り換え構造であって、上記周波数切り換え用電極は、上記表面実装型アンテナと間隔を介し少なくとも上記放射電極のショート部側において表面実装型アンテナに沿って形成されることで放射電極の開放端側の電界を分散させる電界分散用電極としての機能を有すると共に、周波数切り換え用電極がグランド電位のときには放射電極との間に静電容量を持ち、周波数切り換え用電極がグランド電位よりも高い電位のときには放射電極との間に静電容量を持つと共にグランドとの間にも静電容量を持つ構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１２】
第５の発明における表面実装型アンテナの周波数切り換え構造は、上記第１又は第４の発明の構成を備え、周波数切り換え用電極は、表面実装型アンテナが実装される実装基板に形成されていることを特徴として構成されている。
【００１３】
第６の発明における表面実装型アンテナの周波数切り換え構造は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、周波数切り換え用電極は、放射電極のほぼ全領域との間に静電容量を持つことを特徴として構成されている。
【００１４】
第７の発明の通信装置は、上記第１〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を有する表面実装型アンテナの周波数切り換え構造を備えている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１５】
上記構成の発明において、周波数切り換え用電極は、少なくとも放射電極のショート部側領域電極面に対向配置して、あるいは、少なくとも放射電極のショート部側に沿って形成されている。このために、放射電極は少なくともショート部側領域電極面と周波数切り換え用電極との間に静電容量を持つこととなる。換言すれば、放射電極は周波数切り換え用電極との間に、従来のような線状ではなく、面状でもって静電容量を持つこととなる。これにより、周波数切り換え用電極と放射電極間に生じる電界を分散させることができ、周波数切り換え用電極と放射電極間の電界集中に起因した表面実装型アンテナの特性劣化の問題発生を回避することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる各実施形態例の説明において、前記図１３に示す表面実装型アンテナの周波数切り換え構造と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００１７】
図１には第１の実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナの周波数切り換え構造が分解状態で示されている。
【００１８】
この第１の実施形態例では、表面実装型アンテナ２の誘電体基体５は、図１に示すように、２枚の基板１１，１２を有して構成され、これら基板１１，１２は表面実装型アンテナ２が実装される実装基板１０側から順に積層一体化される。このような基板１１，１２の積層体である誘電体基体５の頂面、換言すれば、基板１２の上面１２ａにミアンダ状の放射電極７が形成されている。また、上記基板１１の上面１１ａには、周波数切り換え用電極３が上記放射電極７のほぼ全領域電極面と基板１２を介して対向するように形成されている。
【００１９】
上記の点がこの第１の実施形態例において特徴的な構成である。
【００２０】
また、この第１の実施形態例では、図１に示すように、上記誘電体基体５の側面（基板１１の側面１１ｂおよび基板１２の側面１２ｂ）に給電電極６およびグランド電極１３，１４が形成されている。上記グランド電極１３は上記ミアンダ状の放射電極７の一端側に導通接続されており、この放射電極７の他端側の近傍領域に給電電極６が上記放射電極７と間隔を介して形成されている。このように、図１に示す例では、放射電極７のグランド側がショート部と成し、また、放射電極７の給電側が開放端と成している。
【００２１】
さらに、上記基板１１の側面１１ｂには上記周波数切り換え用電極３に導通接続する接続用電極１６が形成されている。
【００２２】
この図１に示す表面実装型アンテナ２は上記のように構成されている。この表面実装型アンテナ２が実装される実装基板１０には、グランド電極１５が設けられているグランド領域１０ａと、グランド電極１５が設けられていない非グランド領域１０ｂ，１０ｃとが形成されている。上記非グランド領域１０ｂには切り換え回路４を構成するスイッチング部１７と、該スイッチング部１７に導通接続する接続導体パターン１８とが形成されている。上記非グランド領域１０ｃには電力源８と導通接続する給電導体パターン２０が形成されている。
【００２３】
上記構成の表面実装型アンテナ２を上記実装基板１０に実装することにより、表面実装型アンテナ２のグランド電極１３，１４はそれぞれ実装基板１０のグランド電極１５に導通接続する。また、給電電極６は実装基板１０の給電導体パターン２０に導通接続し、該給電導体パターン２０を介して電力源８に導通接続される。さらに、周波数切り換え用電極３は基板１１を介してグランド電極１５と対向配置される。さらに、周波数切り換え用電極３の接続用電極１６は実装基板１０の接続導体パターン１８に導通接続され、これにより、周波数切り換え用電極３は上記接続用電極１６と接続導体パターン１８を介して切り換え回路４に導通接続されることとなる。
【００２４】
上記切り換え回路４は周波数切り換え用電極３の電位を切り換える回路構成を有するものである。その回路構成には様々な構成があり、ここでは、その何れの回路構成により上記切り換え回路４を形成してもよいが、その一例が図２（ｂ），（ｃ）に示されている。この図２（ｂ），（ｃ）に示す切り換え回路４は、前記スイッチング部１７に加えて、ダイオード２２と、該ダイオード２２を導通させるための電圧源２３とを有して構成されている。また、図示されていないけれども、上記スイッチング部１７のスイッチング動作を制御するスイッチング制御回路が例えば実装基板１０に設けられている。
【００２５】
上記スイッチング制御回路の制御動作により、図２（ｂ）に示すように、スイッチング部１７がオン状態であるときには、上記電圧源２３によってダイオード２２が導通状態となり、周波数切り換え用電極３はダイオード２２を通してグランドに接地され、周波数切り換え用電極３はグランドと同電位となる。また、図２（ｃ）に示すように、スイッチング部１７がオフ状態であるときには、ダイオード２２が非導通状態となり、周波数切り換え用電極３はグランドよりも高い電位となる。
【００２６】
上記のように、スイッチング部１７がオフ状態である場合には、周波数切り換え用電極３の電位はグランド電位よりも高い電位となるために、周波数切り換え用電極３は放射電極７との間に静電容量を持つと共に、グランド電極１５との間にも静電容量を持つ。ここでは、スイッチング部１７のオフ時における周波数切り換え用電極３と放射電極７間の静電容量をＣ１とし、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量をＣ２とする。
【００２７】
これに対して、スイッチング部１７がオン状態であるときには、周波数切り換え用電極３はグランド電位であることから、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量は無く、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に静電容量Ｃ１を持つだけとなる。
【００２８】
すなわち、上記切り換え回路４のスイッチング部１７の切り換え動作によって、周波数切り換え用電極３の電位が切り換わり、放射電極７とグランド電極１５間の静電容量が切り換わることとなる。
【００２９】
なお、この第１の実施形態例では、上記したように、周波数切り換え用電極３は放射電極７およびグランド電極１５の電極面と間隔を介して対向配置される。このため、周波数切り換え用電極３と、放射電極７あるいはグランド電極１５との対向し合っている全領域に亙り、図２（ａ）に示すように、分散的に静電容量を持つが、上記図２（ｂ），（ｃ）では便宜的にそれら静電容量を総括的に静電容量Ｃ１，Ｃ２で表している。
【００３０】
この第１の実施形態例に示す表面実装型アンテナの周波数切り換え構造１は、上記のように構成されている。上記電力源８から給電導体パターン２０を通して電力が給電電極６に供給されると、その電力は給電電極６から容量結合により放射電極７に伝達されてアンテナ動作が行われる。
【００３１】
このアンテナ動作中に、上記切り換え回路４のスイッチング部１７がオン状態である場合には、上記したように、周波数切り換え用電極３はグランド電位となり、放射電極７とグランド電極１５間の静電容量はＣ１となる。このときに、表面実装型アンテナ２の電波の送受信周波数帯域がｆ１であるとした場合、上記スイッチング部１７がオンからオフに切り換わると、放射電極７とグランド電極１５間の静電容量は静電容量Ｃ１よりも小さくなり、これにより、表面実装型アンテナ２の電波の送受信周波数帯域は上記ｆ１よりも高いｆ２となる。
【００３２】
この第１の実施形態例によれば、周波数切り換え用電極３は放射電極７のほぼ全領域電極面と間隔を介して対向配置されているので、周波数切り換え用電極３は放射電極７のほぼ全領域電極面との間に静電容量を持つこととなる。このことにより、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界は面状に分散して電界集中を緩和することができ、前記したような周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化を防止することができる。
【００３３】
また、従来には、上記周波数切り換え用電極３を用いずに、表面実装型アンテナ２の電波の送受信周波数帯域を切り換えるための回路を実装基板１０に設けるものが提案されているが、その周波数切り換え用の回路は複雑であり、また、実装基板１０の実装スペースを広く要するという問題がある。さらに、電力源８から上記周波数切り換え用の回路を通って表面実装型アンテナ２に電力が供給されることとなるので、電力の伝送ロスが避けられないという問題も生じる。
【００３４】
これに対して、この第１の実施形態例では、周波数切り換え用電極３を表面実装型アンテナ２に形成し、また、簡単な構成の切り換え回路４を実装基板１０に設けるだけでよい。つまり、上記従来のような複雑な周波数切り換え用の回路を実装基板１０に設けなくて済み、これにより、実装基板１０の実装面積を拡大することができ、低コスト化を図ることができる。また、この第１の実施形態例では、電力源８からの電力は上記周波数切り換え用の回路を通らずに放射電極に供給されるので、電力の伝送ロスの低減を図ることができるという効果を奏することができる。
【００３５】
以下に、第２の実施形態例を説明する。なお、この第２の実施形態例の説明において、前記第１の実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３６】
図３には第２の実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナの周波数切り換え構造が分解状態により示されている。この第２の実施形態例では、表面実装型アンテナ２の誘電体基体５は積層体ではなく単体により構成され、周波数切り換え用電極３は実装基板１０の非グランド領域１０ｄに誘電体基体５の放射電極７のほぼ全領域電極面に対向させて形成されている。それ以外の構成は前記第１の実施形態例とほぼ同様である。
【００３７】
この第２の実施形態例では上記構成を備えることにより、前記第１の実施形態例と同様に、表面実装型アンテナ２の送受信周波数帯域を異なる２つの周波数帯域間で切り換えることができる。つまり、切り換え回路４のスイッチング部１７がオン状態であるときには、放射電極７とグランド電極１５間の静電容量は、放射電極７と周波数切り換え用電極３間の静電容量Ｃ１とほぼ同様となり、スイッチング部１７がオフ状態であるときには、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に静電容量Ｃ１を持つと共に、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間に静電容量Ｃ２を持ち、放射電極７とグランド電極１５間の静電容量は上記スイッチング部１７のオン時よりも小さくなる。このように、放射電極７とグランド電極１５間の静電容量が切り換わることによって、表面実装型アンテナ２が使用する電波の送受信周波数帯域が切り換わることとなる。
【００３８】
この第２の実施形態例によれば、前記第１の実施形態例と同様に、周波数切り換え用電極３は放射電極７のほぼ全領域電極面と対向配置されているので、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に生じる電界集中を緩和させることができ、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化を防止することができる。
【００３９】
以下に、第３の実施形態例を説明する。この第３の実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４０】
この第３の実施形態例が前記各実施形態例と異なる特徴的なことは、図４や図５に示すように、表面実装型アンテナ２の給電電極６と放射電極７とが間隔を介して配設されるのではなく、導通接続されており、電力源８の電力は給電電極６から放射電極７に直接的に伝達されることである。このような場合には、放射電極７の給電側がショート部を成し、放射電極７の他端側が開放端と成す。それ以外の構成は前記各実施形態例とほぼ同様である。
【００４１】
なお、図４に示す表面実装型アンテナの周波数切り換え構造１は、前記第１の実施形態例に対応するものであり、図５に示す表面実装型アンテナの周波数切り換え構造１は前記第２の実施形態例に対応するものである。また、上記図４および図５に示す符号２５は整合回路を示している。
【００４２】
この第３の実施形態例によれば、給電電極６から放射電極７に直接的に電力が伝達される直接給電タイプの表面実装型アンテナ２において、前記各実施形態例と同様に、放射電極７のほぼ全領域電極面に対向させて周波数切り換え用電極３を設ける構成とした。この構成を備えることにより、上記直接給電タイプの表面実装型アンテナ２においても、上記各実施形態例に示した容量給電タイプの表面実装型アンテナ２と同様に、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に生じる電界集中を緩和させることができ、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化の問題を回避することができる。
【００４３】
以下に、第４の実施形態例を説明する。なお、この第４の実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４４】
この第４の実施形態例では、前述した図１や図４に示すような誘電体基体５が積層体である場合に特有な一構成例を示す。その特有な構成とは、誘電体基体５を構成する複数の基板が互いに誘電率と厚みの少なくとも一方が異なっていることである。それ以外の構成は前記図１や図４に示す構成と同様である。
【００４５】
この第４の実施形態例によれば、前記各実施形態例と同様の構成を備えているので、前記各実施形態例と同様に、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に生じる電界を分散させることができ、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化の問題を防止することができる。その上、この第４の実施形態例では、積層体である誘電体基体５を構成する複数の基板が互いに誘電率と厚みの少なくとも一方が異なる構成とした。この構成により、上記誘電体基体５の各基板の誘電率あるいは厚みをそれぞれ適宜設定して、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の静電容量と、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量とを共に、所望の値にすることが容易となる。このことから、表面実装型アンテナ２の使用可能な異なる２つの送受信周波数帯域間の幅つまり切り換え幅を所望の幅に制御することが容易となり、設計の自由度を高めることができる。
【００４６】
以下に、第５の実施形態例を説明する。なお、この第５の実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４７】
この第５の実施形態例において特徴的なことは、図６に示すように、表面実装型アンテナ２に沿って周波数切り換え用電極３が形成されていることである。
【００４８】
すなわち、図６に示す例では、実装基板１０はグランド領域１０ａと、非グランド領域１０ｅとを有している。上記非グランド領域１０ｅは、表面実装型アンテナ２が実装されるアンテナ実装領域２６と、それ以外の領域２７とに分けられ、アンテナ実装領域以外の領域２７に、周波数切り換え用電極３が形成されている。この周波数切り換え用電極３は、上記の如く、表面実装型アンテナ２の誘電体基体５の各面のうち、放射電極７が形成されていない面に沿って給電電極６側から放射電極７の開放端側にかけて形成され、放射電極７との間に静電容量を持つものである。
【００４９】
この第５の実施形態例によれば、放射電極７が形成されている誘電体基体５に沿って周波数切り換え用電極３が形成されている構成である。このような周波数切り換え用電極３を形成することにより、放射電極７のショート部側（図６では給電側）から開放端側に掛けての全領域において、放射電極７は周波数切り換え用電極３との間に静電容量を持つこととなる。このために、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に生じる電界は分散され、前記各実施形態例と同様に、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化の問題を回避することができる。
【００５０】
以下に、第６の実施形態例を説明する。この第６の実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５１】
この第６の実施形態例において特徴的なことは、図７（ａ）に示すように、放射電極７が誘電体基体５の側面に形成されていることである。
【００５２】
この第６の実施形態例では、図７（ａ）に示すように、実装基板１０には非グランド領域１０ｆが形成されており、この非グランド領域１０ｆに上記表面実装型アンテナ２が実装される。この表面実装型アンテナ２が実装される基板面の反対側の基板面には、図７（ｂ）に示すように、上記表面実装型アンテナ２の実装領域に対向する領域２８を含む非グランド領域１０ｇが形成されている。この非グランド領域１０ｇに、周波数切り換え用電極３が、表面実装型アンテナ２の放射電極７が形成されている誘電体基体５に沿って形成されている。
【００５３】
この周波数切り換え用電極３は放射電極７との間に静電容量を持つ。また、周波数切り換え用電極３は、切り換え回路４の切り換え動作により、グランド電位になる状態と、グランド電極１５との間に静電容量を持つ状態とが切り換えられる構成を有する。
【００５４】
この第６の実施形態例によれば、誘電体基体５の側面に放射電極７が形成されている表面実装型アンテナ２において、放射電極７が形成されている誘電体基体５に沿って周波数切り換え用電極３を形成する構成とした。この構成を備えることにより、放射電極７はほぼ全領域に亙り周波数切り換え用電極３との間に静電容量を持つこととなり、前記各実施形態例と同様に、周波数切り換え用電極３と放射電極７間に生じる電界を分散させることができ、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化の問題を防止することができる。
【００５５】
以下に、第７の実施形態例を説明する。この第７の実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５６】
ところで、前述したように、上記各実施形態例に示した表面実装型アンテナ２は、切り換え回路４の切り換え動作により、周波数切り換え用電極３の電位が切り換わる。これにより、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間に静電容量を持つ状態と持たない状態とに切り換わり、この切り換えによって、表面実装型アンテナ２の送受信周波数帯域が切り換わる。
【００５７】
この上記表面実装型アンテナ２の送受信周波数帯域の切り換え幅は上記周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量を大きくするに従って広げることができる。この表面実装型アンテナ２の送受信周波数帯域の切り換え幅と、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量との関係に基づいて、上記表面実装型アンテナ２の送受信周波数帯域の切り換え幅が所望の値となるように、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量が決定される。
【００５８】
ところが、前記各実施形態例に示したように、放射電極７のほぼ全領域電極面との間に静電容量を持つように周波数切り換え用電極３を形成すると、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量が上記決定値よりも大きくなってしまう場合がある。
【００５９】
そこで、この第７の実施形態例では、周波数切り換え用電極３とグランド電極１５間の静電容量が上記決定値となるように、図８〜図１０に示すように、前記各実施形態例の形態に比べて、周波数切り換え用電極３の電極面積を縮小している。
【００６０】
この第７の実施形態例において最も特徴的なことは、上記縮小タイプの周波数切り換え用電極３が放射電極７のショート部側領域電極面との間に静電容量を持つように配設されていることである。
【００６１】
すなわち、図８に示す例は前記図１の変形例であり、上記縮小タイプの周波数切り換え用電極３は放射電極７のショート部側領域電極面であるグランド側領域電極面に対向して配設されている。図９に示す例は前記図４の変形例であり、上記縮小タイプの周波数切り換え用電極３は放射電極７のショート部側領域電極面である給電側領域電極面に対向して配設されている。
【００６２】
また、図１０に示す例は前記図６の変形例であり、上記縮小タイプの周波数切り換え用電極３は放射電極７のショート部側である給電側に形成されている。前記図７の変形例としては、上記縮小タイプの周波数切り換え用電極３は放射電極７のショート部側であるグランド側に形成されている。
【００６３】
この第７の実施形態例によれば、周波数切り換え用電極３の電極面積を前記各実施形態例に示す形態よりも縮小した際には、少なくとも放射電極７のショート部側領域電極面との間に静電容量を持つように上記縮小した周波数切り換え用電極３を配設する構成とした。通常、放射電極７は開放端側の電界が強くなるが、上記構成により、放射電極７のショート部側領域電極面と周波数切り換え用電極３との間に静電容量を持たせることによって、放射電極７の開放端側の電界を分散させることができる。これにより、前記各実施形態例と同様に、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化問題を防止することができる。
【００６４】
以下に、第８の実施形態例を説明する。この第８の実施形態例では、通信装置の構成例を示す。この第８の実施形態例における通信装置は、図１１に示すように、携帯型電話機である。この携帯型電話機３０のケース３１内には回路基板（実装基板）３２が内蔵されており、この回路基板３２に上記各実施形態例に示したような表面実装型アンテナ２が実装される。また、その表面実装型アンテナ２の誘電体基体５あるいは回路基板３２には、図示されていないが前記各実施形態例と同様の周波数切り換え用電極３および切り換え回路４が形成されている。すなわち、上記携帯型電話機３０は、上記第１〜第７の各実施形態例に示した表面実装型アンテナ２の周波数切り換え構造１のうちの何れか１つが備えられている。
【００６５】
また、上記携帯型電話機３０の回路基板３２には、図１１に示すように、送信回路３３と受信回路３４と送受信切り換え回路３５とリードパターン３６が形成されている。上記表面実装型アンテナ２は、回路基板３２に実装されることにより、上記送信回路３３および受信回路３４に送受信切り換え回路３５とリードパターン３６を介して導通接続される。この携帯型電話機３０においては、上記送受信切り換え回路３５の切り換え動作によって、送受信動作が円滑に行われるものである。
【００６６】
この第８の実施形態例によれば、携帯型電話機３０に前記各実施形態例に示した表面実装型アンテナ２の周波数切り換え構造１を備える構成とした。この構成を備えることによって、携帯型電話機３０は、異なる２つの周波数帯域を切り換えて使用することが可能となる上に、前記各実施形態例で述べたように、周波数切り換え用電極３と放射電極７間の電界集中に起因した表面実装型アンテナ２の特性劣化の問題を防止することができるという効果を奏することができる。これにより、アンテナ特性の信頼性が高い携帯型電話機を提供することができる。
【００６７】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記各実施形態例では、誘電体基体５の頂面に形成されている放射電極７はミアンダ状であったが、放射電極７の形状はミアンダ状に限定されるものではなく、様々な適宜の形状を採り得る。
【００６８】
また、上記各実施形態例では、誘電体基体５が積層体である場合に、放射電極７が形成されている基板１２とは異なる基板１１の上面に周波数切り換え用電極３を形成する例を示したが、例えば、放射電極７が形成されている基板１２の底面に周波数切り換え用電極３を形成してもよい。また、上記各実施形態例では、誘電体基体５が積層体である場合には、誘電体基体５は２枚の基板１１，１２により構成されていたが、誘電体基体５を３枚以上の基板の積層体としてもよい。
【００６９】
さらに、上記各実施形態例では、誘電体基体５が積層体である場合には、その誘電体基体５は、実装基板１０側から複数の基板が積層された形態であったが、例えば、前記第６の実施形態例に示したように誘電体基体５の側面に放射電極７が形成される場合には、図７に示す左右方向に複数の基板を配列して一体化した誘電体基体５としてもよい。このような形態とする場合には、誘電体基体５の内部の基板面に周波数切り換え用電極３を上記誘電体基体５の側面の放射電極７に対向させて形成してもよい。
【００７０】
さらに、上記各実施形態例では、表面実装型アンテナ２の異なる２つの送受信周波数帯域を切り換える構成を示したが、例えば、周波数切り換え用電極３を複数設け、また、各周波数切り換え用電極３の電位をそれぞれ切り換える切り換え回路を設けることによって、３以上の送受信周波数帯域を切り換えることができる構成としてもよい。
【００７１】
さらに、上記各実施形態例では、実装基板１０上に周波数切り換え用電極３を形成する場合には、誘電体基体５は単体により構成されていたが、必要に応じて、誘電体基体５を複数の基板の積層体としてもよい。さらに、図３、図５、図６、図１０にそれぞれ示す例では、表面実装型アンテナ２が実装される基板面に周波数切り換え用電極３が形成されていたが、表面実装型アンテナ２の実装面の反対側の基板面に周波数切り換え用電極３を形成してもよい。
【００７２】
さらに、上記第８の実施形態例では、通信装置として携帯型電話機３０を例にして説明したが、この発明は、携帯型電話機に限定されるものではなく、様々な通信装置に適用することができる。通信装置に、上記第１〜第７の各実施形態例に示したような表面実装型アンテナの周波数切り換え構造を備えることによって、複数の周波数帯域を切り換えて使用することができる上に、アンテナ特性の信頼性を向上させることができるという優れた効果を得ることができる。
【００７３】
【発明の効果】
この発明によれば、放射電極の少なくともショート部側領域電極面に対向させて周波数切り換え用電極を配設する、あるいは、放射電極の少なくともショート部側で誘電体基体に沿って周波数切り換え用電極を配設する構成とした。この構成を備えることにより、少なくとも放射電極のショート部側領域電極面と周波数切り換え用電極との間に分散的に静電容量を持つこととなり、このことにより、電界がより集中する放射電極の開放端側の電界を分散させることができる。従って、周波数切り換え用電極と放射電極間の電界集中に起因したアンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００７４】
表面実装型アンテナの誘電体基体が複数の基板の積層体から成り、この誘電体基体の頂面に放射電極が形成され、また、その誘電体基体の内部に放射電極に対向する周波数切り換え用電極が形成されるものにあっては、表面実装型アンテナが実装基板のグランド電極上に実装される場合にも、上記誘電体基体の頂面の放射電極に対向する周波数切り換え用電極を形成することができ、上記したような周波数切り換え用電極と放射電極間の電界集中に起因したアンテナ特性の劣化を防止することができるという効果を奏することができる。
【００７５】
誘電体基体が複数の基板の積層体から成り、その複数の基板は互いに誘電率と厚みのうちの少なくとも一方が異なっているものにあっては、表面実装型アンテナの送受信周波数切り換え幅が所望の帯域であり、かつ、上記のような周波数切り換え用電極と放射電極間の電界集中に起因したアンテナ特性劣化問題を回避することができる表面実装型アンテナを容易に形成することができることとなり、設計の自由度を向上させることができる。
【００７６】
周波数切り換え用電極が表面実装型アンテナの実装基板に形成されているものにあっては、実装基板は表面実装型アンテナよりも格段に大きいので、表面実装型アンテナに周波数切り換え用電極を形成する場合に比べて、周波数切り換え用電極の形成を容易に行うことができる。
【００７７】
周波数切り換え用電極は、放射電極のほぼ全領域との間に静電容量を持つものにあっては、放射電極の全領域に亙り周波数切り換え用電極との間の電界を分散させることができ、より一層確実に、周波数切り換え用電極と放射電極間の電界集中に起因したアンテナ特性の劣化問題を回避することができる。
【００７８】
この発明において特徴的な表面実装型アンテナの周波数切り換え構造を備えた通信装置にあっては、異なる複数の周波数帯域を切り換えて電波の送受信を行うことができる上に、上記したような周波数切り換え用電極と放射電極間の電界集中に起因したアンテナ特性の劣化問題が防止され、アンテナ特性の信頼性の高い通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナの周波数切り換え構造を分解状態で示す説明図である。
【図２】周波数切り換え用電極および切り換え回路を用いて表面実装型アンテナの電波の送受信周波数帯域を切り換える構成を示す説明図である。
【図３】第２の実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナの周波数切り換え構造を分解状態で示す説明図である。
【図４】本発明に係る直接給電タイプの表面実装型アンテナの周波数切り換え構造の一例を分解状態で示す説明図である。
【図５】さらに、本発明に係る直接給電タイプの表面実装型アンテナの周波数切り換え構造のその他の例を分解状態で示す説明図である。
【図６】第５の実施形態例を示す説明図である。
【図７】第６の実施形態例を示す説明図である。
【図８】縮小タイプの周波数切り換え用電極の配設例を示す説明図である。
【図９】縮小タイプの周波数切り換え用電極のその他の配設例を示す説明図である。
【図１０】さらに、縮小タイプの周波数切り換え用電極のその他の配設例を示す説明図である。
【図１１】通信装置の一例を示す説明図である。
【図１２】従来の表面実装型アンテナの周波数切り換え構造の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１表面実装型アンテナの周波数切り換え構造
２表面実装型アンテナ
３周波数切り換え用電極
４切り換え回路
５誘電体基体
６給電電極
７放射電極
１０実装基板
１５グランド電極
３０携帯型電話機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frequency switching structure for switching a transmission / reception frequency band of radio waves of a surface-mounted antenna and a communication apparatus having the structure.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows an example of the frequency switching structure of the surface mount antenna proposed by the present inventor. The surface-mounted antenna frequency switching structure 1 shown in FIG. 13 includes a surface-mounted antenna 2, a frequency switching electrode 3, and a switching circuit 4.
[0003]
The surface mount antenna 2 includes a dielectric substrate 5 and a feeding electrode 6 and a radiation electrode 7 formed on the surface of the dielectric substrate 5. The power supply electrode 6 is electrically connected to the power source 8. When AC power is supplied from the power source 8 to the power supply electrode 6, the power is transmitted from the power supply electrode 6 to the radiation electrode 7 by capacitive coupling and radiated. The electrode 7 resonates, and a part of this resonance energy is transmitted as a radio wave.
[0004]
The frequency switching electrode 3 is formed on the surface of the dielectric substrate 5 of the surface mount antenna 2 via the end of the radiation electrode 7 and a space, and has a capacitance between the radiation electrode 7. . A switching circuit 4 for switching the potential of the frequency switching electrode 3 is connected to the frequency switching electrode 3.
[0005]
When the potential of the frequency switching electrode 3 is switched by the switching circuit 4, the capacitance between the radiation electrode 7 and the ground changes, thereby switching the transmission / reception frequency band of the radio waves of the surface mount antenna 2. It will be.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the frequency switching structure 1 of the surface mount antenna 2 having the above-described configuration, a capacitance is generated in a local portion A where the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 face each other as shown in FIG. For this reason, in the radiation electrode 7, the electric field concentrates on a local portion facing the frequency switching electrode 3, and the frequency band of the surface mount antenna 2 becomes narrow due to the electric field concentration, There arises a problem that the antenna characteristics are deteriorated, for example, the gain is deteriorated.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface mount antenna capable of preventing deterioration of antenna characteristics due to electric field concentration occurring between a frequency switching electrode and a radiation electrode. Frequency switching structure and a communication apparatus having the structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the frequency switching structure of the surface-mounted antenna in the first invention is One end is a short connected to the ground electrode or power supply electrode, and the other end is an open end. Radiation electrode Dielectric substrate A surface mount antenna formed, a frequency switching electrode having a capacitance between the radiation electrode and the radiation electrode, and a potential of the frequency switching electrode. With ground potential and potential higher than ground potential Switch the above A switching circuit that switches a capacitance between the radiation electrode and the ground, and a surface that switches a transmission / reception frequency band of a radio wave of the surface-mounted antenna by switching the capacitance between the radiation electrode and the ground by the switching circuit. A frequency switching structure for a mounting antenna, wherein the frequency switching electrode is at least on the short-side region electrode surface of the radiation electrode. In a plane Facing each other By being formed Radiation electrode The electric field on the open end side of Disperse Ruden Functions as a field dispersion electrode In addition, when the frequency switching electrode is at the ground potential, it has a capacitance between it and the radiation electrode. When the frequency switching electrode is at a potential higher than the ground potential, it has a capacitance between the radiation electrode and the ground. Also has capacitance between The configuration serves as means for solving the above-described problems.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a frequency switching structure for a surface-mounted antenna has the configuration of the first aspect, and the dielectric substrate of the surface-mounted antenna includes a plurality of substrates from the mounting substrate side on which the surface-mounted antenna is mounted. The radiation electrode is formed on the top surface of the dielectric substrate, and the frequency switching electrode is disposed on the substrate surface of the substrate inside the dielectric substrate via the radiation electrode and the gap. It is configured with the feature of being arranged oppositely.
[0010]
The frequency switching structure of the surface-mounted antenna according to the third aspect of the present invention has the configuration of the second aspect of the present invention, and the plurality of substrates constituting the dielectric base are different from each other in at least one of dielectric constant and thickness. It is configured as a feature.
[0011]
The frequency switching structure of the surface-mounted antenna in the fourth invention is One end is a short connected to the ground electrode or power supply electrode, and the other end is an open end. Radiation electrode Dielectric substrate A surface mount antenna formed, a frequency switching electrode having a capacitance between the radiation electrode and the radiation electrode, and a potential of the frequency switching electrode. With ground potential and potential higher than ground potential Switch the above A switching circuit that switches a capacitance between the radiation electrode and the ground, and a surface that switches a transmission / reception frequency band of a radio wave of the surface-mounted antenna by switching the capacitance between the radiation electrode and the ground by the switching circuit. A frequency switching structure for a mounting antenna, wherein the frequency switching electrode is Surface mount antenna And at least the short-circuit side of the radiation electrode through the gap Surface mount antenna in Formed along By Radiation electrode The electric field on the open end side of Disperse Ruden Functions as a field dispersion electrode In addition, when the frequency switching electrode is at the ground potential, it has a capacitance between it and the radiation electrode. When the frequency switching electrode is at a potential higher than the ground potential, it has a capacitance between the radiation electrode and the ground. Also has capacitance between The configuration serves as means for solving the above-described problems.
[0012]
The frequency switching structure of the surface-mounted antenna according to the fifth invention comprises the configuration of the first or fourth invention, and the frequency switching electrode is formed on a mounting substrate on which the surface-mounted antenna is mounted. It is configured as a feature.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, a frequency switching structure for a surface-mounted antenna has the configuration of any one of the first to fifth aspects of the present invention, and the frequency switching electrode is between substantially the entire area of the radiation electrode. It is characterized by having a capacitance.
[0014]
A communication device according to a seventh aspect of the present invention is a means for solving the above problems with a configuration including a frequency switching structure for a surface-mounted antenna having the configuration of any one of the first to sixth aspects of the present invention.
[0015]
In the invention having the above-described configuration, the frequency switching electrode is disposed so as to face at least the short-part-side region electrode surface of the radiation electrode, or at least the short-circuit part of the radiation electrode. On the side Are formed along. For this reason, the radiation electrode has a capacitance between at least the short portion side region electrode surface and the frequency switching electrode. In other words, the radiation electrode has a capacitance in the form of a plane, not a linear shape as in the prior art, with the frequency switching electrode. As a result, the electric field generated between the frequency switching electrode and the radiation electrode can be dispersed, and the problem of deterioration of the characteristics of the surface mount antenna due to the electric field concentration between the frequency switching electrode and the radiation electrode can be avoided. it can.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of each embodiment described below, the same components as those of the frequency switching structure of the surface-mounted antenna shown in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the common portions is omitted.
[0017]
FIG. 1 shows a frequency switching structure of a surface mount antenna characteristic of the first embodiment in an exploded state.
[0018]
In the first embodiment, the dielectric substrate 5 of the surface-mounted antenna 2 is configured to have two substrates 11 and 12 as shown in FIG. 1, and these substrates 11 and 12 are surface-mounted. They are laminated and integrated in order from the mounting substrate 10 side on which the mold antenna 2 is mounted. A meandering radiation electrode 7 is formed on the top surface of the dielectric substrate 5, which is a laminate of the substrates 11 and 12, in other words, on the upper surface 12 a of the substrate 12. On the upper surface 11 a of the substrate 11, the frequency switching electrode 3 is formed so as to face almost the entire region electrode surface of the radiation electrode 7 with the substrate 12 interposed therebetween.
[0019]
The above point is a characteristic configuration in the first embodiment.
[0020]
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the feeding electrode 6 and the ground electrodes 13 and 14 are formed on the side surfaces of the dielectric substrate 5 (the side surface 11b of the substrate 11 and the side surface 12b of the substrate 12). Has been. The ground electrode 13 is conductively connected to one end of the meandering radiation electrode 7, and a feeding electrode 6 is formed in a region near the other end of the radiation electrode 7 with a space from the radiation electrode 7. Yes. As described above, in the example shown in FIG. 1, the ground side of the radiation electrode 7 forms a short portion, and the power supply side of the radiation electrode 7 forms an open end.
[0021]
Further, a connection electrode 16 that is conductively connected to the frequency switching electrode 3 is formed on the side surface 11b of the substrate 11.
[0022]
The surface mount antenna 2 shown in FIG. 1 is configured as described above. On the mounting substrate 10 on which the surface-mounted antenna 2 is mounted, a ground region 10a where the ground electrode 15 is provided and non-ground regions 10b and 10c where the ground electrode 15 is not provided are formed. In the non-ground region 10b, a switching portion 17 constituting the switching circuit 4 and a connection conductor pattern 18 that is conductively connected to the switching portion 17 are formed. In the non-ground region 10 c, a power supply conductor pattern 20 that is electrically connected to the power source 8 is formed.
[0023]
Surface mount antenna 2 having the above configuration The By mounting on the mounting substrate 10, the ground electrodes 13 and 14 of the surface mount antenna 2 are electrically connected to the ground electrode 15 of the mounting substrate 10. The power supply electrode 6 is conductively connected to the power supply conductor pattern 20 of the mounting substrate 10, and is conductively connected to the power source 8 through the power supply conductor pattern 20. Further, the frequency switching electrode 3 is disposed to face the ground electrode 15 through the substrate 11. Further, the connection electrode 16 of the frequency switching electrode 3 is conductively connected to the connection conductor pattern 18 of the mounting substrate 10, whereby the frequency switching electrode 3 is switched via the connection electrode 16 and the connection conductor pattern 18. 4 is conductively connected.
[0024]
The switching circuit 4 has a circuit configuration for switching the potential of the frequency switching electrode 3. There are various circuit configurations. In this case, the switching circuit 4 may be formed by any of the circuit configurations, but an example is shown in FIGS. 2B and 2C. The switching circuit 4 shown in FIGS. 2B and 2C includes a diode 22 and a voltage source 23 for conducting the diode 22 in addition to the switching unit 17. Although not shown, a switching control circuit for controlling the switching operation of the switching unit 17 is provided on the mounting substrate 10, for example.
[0025]
By the control operation of the switching control circuit, as shown in FIG. 2B, when the switching unit 17 is in the ON state, the diode 22 is turned on by the voltage source 23, and the frequency switching electrode 3 passes through the diode 22. Grounded to the ground, the frequency switching electrode 3 has the same potential as the ground. As shown in FIG. 2C, when the switching unit 17 is in the off state, the diode 22 is in a non-conducting state, and the frequency switching electrode 3 is at a higher potential than the ground.
[0026]
As described above, when the switching unit 17 is in the OFF state, the frequency switching electrode 3 has a potential higher than the ground potential, so that the frequency switching electrode 3 is statically connected to the radiation electrode 7. It has a capacitance and also has a capacitance between the ground electrode 15. Here, the capacitance between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 when the switching unit 17 is OFF is C1, and the capacitance between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15 is C2.
[0027]
On the other hand, when the switching unit 17 is in the ON state, the frequency switching electrode 3 is at the ground potential, so there is no capacitance between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15, and the frequency switching electrode 3. And only has a capacitance C1 between the radiation electrodes 7.
[0028]
That is, by the switching operation of the switching unit 17 of the switching circuit 4, the potential of the frequency switching electrode 3 is switched, and the capacitance between the radiation electrode 7 and the ground electrode 15 is switched.
[0029]
In the first embodiment, as described above, the frequency switching electrode 3 is disposed so as to face the electrode surfaces of the radiation electrode 7 and the ground electrode 15 with a gap therebetween. For this reason, as shown in FIG. 2 (a), the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 or the ground electrode 15 are distributed over the entire area facing each other. 2 (b) and 2 (c), these capacitances are collectively represented by capacitances C1 and C2 for convenience.
[0030]
The surface-mounted antenna frequency switching structure 1 shown in the first embodiment is configured as described above. When power is supplied from the power source 8 through the power supply conductor pattern 20 to the power supply electrode 6, the power is transmitted from the power supply electrode 6 to the radiation electrode 7 by capacitive coupling to perform antenna operation.
[0031]
When the switching unit 17 of the switching circuit 4 is on during the antenna operation, the frequency switching electrode 3 becomes the ground potential as described above, and the electrostatic capacitance between the radiation electrode 7 and the ground electrode 15 is as described above. Becomes C1. At this time, assuming that the transmission / reception frequency band of the radio waves of the surface-mounted antenna 2 is f1, the capacitance between the radiation electrode 7 and the ground electrode 15 is static when the switching unit 17 is switched from on to off. The electric capacity is smaller than the capacitance C1, and thus the radio wave transmission / reception frequency band of the surface-mounted antenna 2 is f2 higher than f1.
[0032]
According to the first embodiment, the frequency switching electrode 3 is disposed so as to face almost the entire region electrode surface of the radiation electrode 7 with a space therebetween, so that the frequency switching electrode 3 is substantially the same as the radiation electrode 7. It has a capacitance between the area electrode surface. As a result, the electric field between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 can be dispersed in a plane shape to alleviate the electric field concentration, and the electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 can be reduced. The resulting deterioration of the characteristics of the surface mount antenna 2 can be prevented.
[0033]
Conventionally, it has been proposed that a circuit for switching the transmission / reception frequency band of radio waves of the surface mount antenna 2 is provided on the mounting board 10 without using the frequency switching electrode 3. The circuit for use is complicated, and there is a problem that a large mounting space for the mounting substrate 10 is required. Furthermore, since power is supplied from the power source 8 to the surface-mounted antenna 2 through the frequency switching circuit, there is a problem that transmission loss of power is unavoidable.
[0034]
On the other hand, in the first embodiment, the frequency switching electrode 3 is formed on the surface-mounted antenna 2 and the switching circuit 4 having a simple configuration is simply provided on the mounting substrate 10. That is, it is not necessary to provide a complicated frequency switching circuit as described above on the mounting substrate 10, whereby the mounting area of the mounting substrate 10 can be increased and the cost can be reduced. In the first embodiment, since the power from the power source 8 is supplied to the radiation electrode without passing through the frequency switching circuit, the power transmission loss can be reduced. Can play.
[0035]
The second embodiment will be described below. In the description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description of the common portions is omitted.
[0036]
FIG. 3 shows the frequency switching structure of the surface mount antenna characteristic of the second embodiment in an exploded state. In the second embodiment, the dielectric substrate 5 of the surface mount antenna 2 is constituted by a single unit rather than a laminated body, and the frequency switching electrode 3 is radiated from the dielectric substrate 5 to the non-ground region 10 d of the mounting substrate 10. The electrode 7 is formed so as to face almost the entire region electrode surface. The other configuration is almost the same as that of the first embodiment.
[0037]
In the second embodiment, by providing the above configuration, the transmission / reception frequency band of the surface-mounted antenna 2 can be switched between two different frequency bands as in the first embodiment. That is, when the switching unit 17 of the switching circuit 4 is in the ON state, the capacitance between the radiation electrode 7 and the ground electrode 15 is substantially the same as the capacitance C1 between the radiation electrode 7 and the frequency switching electrode 3. When the switching unit 17 is in the OFF state, the capacitance C1 is provided between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7, and the capacitance C2 is provided between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15. And the ground electrode 15 are smaller in capacitance than when the switching unit 17 is on. In this way, when the capacitance between the radiation electrode 7 and the ground electrode 15 is switched, the transmission / reception frequency band of the radio wave used by the surface-mounted antenna 2 is switched.
[0038]
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the frequency switching electrode 3 is disposed so as to face almost the entire region electrode surface of the radiation electrode 7. And the electric field concentration generated between the radiation electrode 7 and the characteristics of the surface mount antenna 2 due to the electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 can be prevented.
[0039]
The third embodiment will be described below. In the description of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the overlapping description of the common portions will be omitted.
[0040]
The third embodiment is different from the above embodiments in that the feed electrode 6 and the radiation electrode 7 of the surface mount antenna 2 are spaced from each other as shown in FIG. 4 and FIG. Rather than being arranged, the power source 8 is directly connected to the radiation electrode 7 from the power supply electrode 6. In such a case, the feeding side of the radiation electrode 7 forms a short circuit, and the radiation electrode 7 The other end The side forms an open end. Other configurations are substantially the same as those in the above embodiments.
[0041]
The frequency switching structure 1 of the surface mount antenna shown in FIG. 4 corresponds to the first embodiment, and the frequency switching structure 1 of the surface mount antenna shown in FIG. 5 is the second embodiment. This corresponds to a form example. Reference numeral 25 shown in FIGS. 4 and 5 indicates a matching circuit.
[0042]
According to the third embodiment, in the direct feed type surface-mounted antenna 2 in which power is directly transmitted from the feeding electrode 6 to the radiating electrode 7, the radiating electrode 7 is similar to the above embodiments. The frequency switching electrode 3 is provided so as to face almost the entire region electrode surface. With this configuration, the direct feed type surface mount antenna 2 also has the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 in the same manner as the capacitive feed type surface mount antenna 2 shown in the above embodiments. The electric field concentration occurring between them can be alleviated, and the problem of characteristic deterioration of the surface-mounted antenna 2 due to the electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 can be avoided.
[0043]
The fourth embodiment will be described below. In the description of the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the overlapping description of the common portions will be omitted.
[0044]
In the fourth embodiment, a configuration example peculiar to the case where the dielectric substrate 5 as shown in FIGS. 1 and 4 is a laminated body will be described. The characteristic configuration is that the plurality of substrates constituting the dielectric substrate 5 are different from each other in at least one of dielectric constant and thickness. Other configurations are the same as those shown in FIGS.
[0045]
According to the fourth embodiment, since it has the same configuration as each of the above embodiments, the electric field generated between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 is dispersed as in the above embodiments. Therefore, it is possible to prevent the problem of deterioration of the characteristics of the surface mount antenna 2 due to the electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7. In addition, in the fourth embodiment, the plurality of substrates constituting the dielectric substrate 5 that is a laminated body are different from each other in at least one of dielectric constant and thickness. With this configuration, the dielectric constant or thickness of each substrate of the dielectric substrate 5 is set as appropriate, and the capacitance between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 and between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15 are set. It becomes easy to make both the electrostatic capacity and a desired value together. From this, it becomes easy to control the width between two different transmit / receive frequency bands that can be used for the surface-mounted antenna 2, that is, the switching width to a desired width, and the degree of design freedom can be increased.
[0046]
The fifth embodiment will be described below. In the description of the fifth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the overlapping description of the common portions will be omitted.
[0047]
A characteristic feature of the fifth embodiment is that, as shown in FIG. 2 Along with this, the frequency switching electrode 3 is formed.
[0048]
That is, in the example shown in FIG. 10 is It has a ground region 10a and a non-ground region 10e. The non-ground region 10e is divided into an antenna mounting region 26 where the surface-mounted antenna 2 is mounted and a region 27 other than the antenna mounting region 26. The frequency switching electrode 3 is formed in the region 27 other than the antenna mounting region. Yes. As described above, the frequency switching electrode 3 is connected to the surface mount antenna 2. Of each surface of the dielectric substrate 5, Radiation electrode 7 Is not formed Along the plane From the feeding electrode 6 side to the open end side of the radiation electrode 7 And has a capacitance between the electrode 7 and the radiation electrode 7.
[0049]
According to this fifth embodiment, the radiation electrode 7 Dielectric substrate 5 on which is formed The frequency switching electrode 3 is formed along the line. By forming the frequency switching electrode 3 as described above, the radiation electrode 7 is opened from the short side (the power feeding side in FIG. 6) to the open end. On the side In the entire area, the radiation electrode 7 has a capacitance between the radiation electrode 7 and the frequency switching electrode 3. For this reason, the electric field generated between the frequency switching electrode 3 and the radiating electrode 7 is dispersed, and the surface-mounted antenna caused by the electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiating electrode 7 as in the above embodiments. The second problem of characteristic deterioration can be avoided.
[0050]
The sixth embodiment will be described below. In the description of the sixth embodiment, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description of common portions is omitted.
[0051]
What is characteristic in the sixth embodiment is that the radiation electrode 7 is formed on the side surface of the dielectric substrate 5 as shown in FIG.
[0052]
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 7A, a non-ground region 10f is formed on the mounting substrate 10, and the surface-mounted antenna 2 is mounted on the non-ground region 10f. . On the substrate surface opposite to the substrate surface on which the surface mount antenna 2 is mounted, as shown in FIG. 7B, a non-ground region including a region 28 facing the mounting region of the surface mount antenna 2 is provided. 10 g is formed. In this non-ground region 10g, the frequency switching electrode 3 is connected to the radiation electrode 7 of the surface mount antenna 2. Dielectric substrate 5 on which is formed It is formed along.
[0053]
The frequency switching electrode 3 has a capacitance between the radiation electrode 7 and the frequency switching electrode 3. In addition, the frequency switching electrode 3 has a configuration in which a state in which it is at a ground potential and a state having an electrostatic capacitance between the ground electrode 15 are switched by the switching operation of the switching circuit 4.
[0054]
According to the sixth embodiment, in the surface mount antenna 2 in which the radiation electrode 7 is formed on the side surface of the dielectric substrate 5, the radiation electrode 7 Dielectric substrate 5 on which is formed The frequency switching electrode 3 is formed along By providing this configuration, the radiation electrode 7 has a capacitance between the frequency switching electrode 3 over almost the entire region, and the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode are the same as in the above embodiments. 7 can be dispersed, and the problem of deterioration of characteristics of the surface-mounted antenna 2 due to electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7 can be prevented.
[0055]
The seventh embodiment will be described below. In the description of the seventh embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the overlapping description of the common portions will be omitted.
[0056]
Incidentally, as described above, in the surface mount antenna 2 shown in each of the above embodiments, the potential of the frequency switching electrode 3 is switched by the switching operation of the switching circuit 4. As a result, the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15 are switched between a state having an electrostatic capacity and a state having no capacitance, and the transmission / reception frequency band of the surface mount antenna 2 is switched by this switching.
[0057]
The switching width of the transmission / reception frequency band of the surface-mounted antenna 2 can be increased as the capacitance between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15 is increased. Based on the relationship between the switching width of the transmission / reception frequency band of the surface mount antenna 2 and the capacitance between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15, the switching width of the transmission / reception frequency band of the surface mounting antenna 2 is as follows. The capacitance between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15 is determined so as to have a desired value.
[0058]
However, as shown in the above embodiments, when the frequency switching electrode 3 is formed so as to have a capacitance between the radiation electrode 7 and almost the entire region electrode surface, the frequency switching electrode 3 and the ground electrode are formed. The capacitance between 15 may be larger than the determined value.
[0059]
Accordingly, in the seventh embodiment, the capacitance between the frequency switching electrode 3 and the ground electrode 15 is set to the determined value as shown in FIGS. 10 As shown in FIG. 5, the electrode area of the frequency switching electrode 3 is reduced as compared with the embodiments described above.
[0060]
The most characteristic feature of the seventh embodiment is that the reduction-type frequency switching electrode 3 is disposed so as to have a capacitance between the short-side region electrode surface of the radiation electrode 7. It is that you are.
[0061]
That is, the example shown in FIG. 8 is a modification of FIG. 1, and the reduced-type frequency switching electrode 3 is disposed opposite to the ground side region electrode surface which is the short region side electrode surface of the radiation electrode 7. Has been. The example shown in FIG. 9 is a modification of FIG. 4, and the reduction type frequency switching electrode 3 is disposed opposite to the power supply side region electrode surface which is the short portion side region electrode surface of the radiation electrode 7. Yes.
[0062]
Further, the example shown in FIG. 10 is a modification of FIG. 6, and the reduction type frequency switching electrode 3 is a short portion of the radiation electrode 7. On the side A power supply side In Formed . Previous Modified example of Fig. 7 as The reduction type frequency switching electrode 3 is a short portion of the radiation electrode 7. On the side A ground On the side Is formed.
[0063]
According to the seventh embodiment, when the electrode area of the frequency switching electrode 3 is reduced as compared with the embodiments shown in the above embodiments, at least between the short-side region electrode surface of the radiation electrode 7. The above-described reduced frequency switching electrode 3 is disposed so as to have a capacitance. Normally, the radiation electrode 7 has a stronger electric field on the open end side. With the above-described configuration, the radiation electrode 7 emits radiation by providing a capacitance between the short-side region electrode surface of the radiation electrode 7 and the frequency switching electrode 3. The electric field on the open end side of the electrode 7 can be dispersed. As a result, similar to the above embodiments, it is possible to prevent the characteristic deterioration problem of the surface mount antenna 2 caused by the electric field concentration between the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode 7.
[0064]
The eighth embodiment will be described below. In the eighth embodiment, a configuration example of a communication device is shown. The communication device in the eighth embodiment is shown in FIG. 11 As shown in FIG. A circuit board (mounting board) 32 is built in the case 31 of the portable telephone 30, and the surface-mounted antenna 2 as shown in the above embodiments is mounted on the circuit board 32. Further, although not shown, the frequency switching electrode 3 and the switching circuit 4 are formed on the dielectric substrate 5 or the circuit board 32 of the surface mount antenna 2, which are not shown. That is, the mobile phone 30 includes any one of the frequency switching structures 1 of the surface mount antenna 2 shown in the first to seventh embodiments.
[0065]
In addition, the circuit board 32 of the portable telephone 30 has a figure. 11 As shown, a transmission circuit 33, a reception circuit 34, a transmission / reception switching circuit 35, and a lead pattern 36 are formed. The surface-mounted antenna 2 is connected to the transmission circuit 33 and the reception circuit 34 through the transmission / reception switching circuit 35 and the lead pattern 36 by being mounted on the circuit board 32. In the portable telephone 30, the transmission / reception operation is smoothly performed by the switching operation of the transmission / reception switching circuit 35.
[0066]
According to the eighth embodiment, the portable telephone 30 is provided with the frequency switching structure 1 for the surface-mounted antenna 2 shown in each of the embodiments. With this configuration, the mobile phone 30 can be used by switching between two different frequency bands, and, as described in each of the embodiments, the frequency switching electrode 3 and the radiation electrode are used. The effect that the characteristic deterioration of the surface-mounted antenna 2 due to the electric field concentration between 7 can be prevented can be obtained. As a result, it is possible to provide a mobile phone with high antenna characteristic reliability.
[0067]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, in each of the above embodiments, the radiation electrode 7 formed on the top surface of the dielectric substrate 5 has a meander shape. However, the shape of the radiation electrode 7 is not limited to the meander shape, and various An appropriate shape can be adopted.
[0068]
In each of the above embodiments, when the dielectric substrate 5 is a laminate, an example in which the frequency switching electrode 3 is formed on the upper surface of the substrate 11 different from the substrate 12 on which the radiation electrode 7 is formed is shown. However, for example, the frequency switching electrode 3 may be formed on the bottom surface of the substrate 12 on which the radiation electrode 7 is formed. Further, in each of the above embodiments, when the dielectric substrate 5 is a laminated body, the dielectric substrate 5 is composed of the two substrates 11 and 12, but the dielectric substrate 5 includes three or more substrates. It is good also as a laminated body of a board | substrate.
[0069]
Further, in each of the above embodiments, when the dielectric substrate 5 is a laminate, the dielectric substrate 5 has a form in which a plurality of substrates are laminated from the mounting substrate 10 side. When the radiation electrode 7 is formed on the side surface of the dielectric substrate 5 as shown in the sixth embodiment, the dielectric substrate 5 is formed by arranging and integrating a plurality of substrates in the left-right direction shown in FIG. It is good. In this case, the frequency switching electrode 3 may be formed on the substrate surface inside the dielectric substrate 5 so as to face the radiation electrode 7 on the side surface of the dielectric substrate 5.
[0070]
Further, in each of the above-described embodiments, the configuration in which two different transmission / reception frequency bands of the surface-mounted antenna 2 are switched is shown. For example, a plurality of frequency switching electrodes 3 are provided, and the potential of each frequency switching electrode 3 is It is also possible to employ a configuration in which three or more transmission / reception frequency bands can be switched by providing a switching circuit for switching between the two.
[0071]
Further, in each of the above-described embodiments, when the frequency switching electrode 3 is formed on the mounting substrate 10, the dielectric substrate 5 is configured as a single unit. However, if necessary, a plurality of dielectric substrates 5 may be provided. A laminate of the substrates may be used. Further, in the examples shown in FIGS. 3, 5, 6, and 10, the frequency switching electrode 3 is formed on the substrate surface on which the surface-mounted antenna 2 is mounted. The frequency switching electrode 3 may be formed on the substrate surface opposite to the surface.
[0072]
Furthermore, in the above-described eighth embodiment, the mobile phone 30 has been described as an example of the communication device. However, the present invention is not limited to the mobile phone and can be applied to various communication devices. it can. By providing the communication device with the frequency switching structure of the surface mount antenna as shown in each of the first to seventh embodiments, it is possible to switch between a plurality of frequency bands and use the antenna characteristics. The outstanding effect that the reliability of can be improved can be acquired.
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, the frequency switching electrode is disposed so as to face at least the short-part-side region electrode surface of the radiation electrode, or at least the short-part side of the radiation electrode With dielectric substrate The frequency switching electrode is arranged along the line. By having this configuration, at least the short electrode side area electrode surface of the radiation electrode and the frequency switching electrode have a dispersive capacitance, thereby opening the radiation electrode where the electric field is more concentrated. The electric field on the end side can be dispersed. Therefore, it is possible to prevent deterioration of antenna characteristics due to electric field concentration between the frequency switching electrode and the radiation electrode.
[0074]
The dielectric substrate of the surface mount antenna is composed of a laminate of a plurality of substrates, a radiation electrode is formed on the top surface of the dielectric substrate, and a frequency switching electrode facing the radiation electrode inside the dielectric substrate. When the surface mount antenna is mounted on the ground electrode of the mounting substrate, a frequency switching electrode facing the radiation electrode on the top surface of the dielectric substrate is formed. Thus, it is possible to prevent the deterioration of the antenna characteristics due to the electric field concentration between the frequency switching electrode and the radiation electrode as described above.
[0075]
When the dielectric substrate is formed of a laminate of a plurality of substrates, and the plurality of substrates are different from each other in at least one of dielectric constant and thickness, the transmission / reception frequency switching width of the surface mount antenna is desired. It is possible to easily form a surface mount antenna that is a band and can avoid the antenna characteristic deterioration problem due to the electric field concentration between the frequency switching electrode and the radiation electrode as described above. The degree of freedom can be improved.
[0076]
When the frequency switching electrode is formed on the mounting substrate of the surface mount antenna, the mounting substrate is much larger than the surface mounting antenna, so the frequency switching electrode is formed on the surface mounting antenna. As compared with the above, the frequency switching electrode can be easily formed.
[0077]
If the frequency switching electrode has a capacitance between almost the entire area of the radiation electrode, the electric field between the frequency switching electrode and the entire area of the radiation electrode can be dispersed over the entire area of the radiation electrode. The antenna characteristic deterioration problem due to the electric field concentration between the frequency switching electrode and the radiation electrode can be avoided more reliably.
[0078]
In the communication device having the frequency switching structure of the surface mount antenna characteristic of the present invention, radio waves can be transmitted and received by switching a plurality of different frequency bands. The problem of deterioration of antenna characteristics due to electric field concentration between the electrode and the radiation electrode is prevented, and a communication device with high reliability of antenna characteristics can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing, in an exploded state, a frequency switching structure of a surface mount antenna characteristic of the first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration for switching a radio wave transmission / reception frequency band of a surface-mounted antenna using a frequency switching electrode and a switching circuit.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing, in an exploded state, a frequency switching structure of a surface mount antenna characteristic of the second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in an exploded state, an example of a frequency switching structure of a direct feed type surface mount antenna according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the frequency switching structure of the surface-mounted antenna of the direct feed type according to the present invention in an exploded state.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a fifth embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a sixth embodiment.
FIG. 8 is an explanatory view showing an arrangement example of a reduction type frequency switching electrode.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of arrangement of reduction type frequency switching electrodes;
FIG. 10 is an explanatory view showing another example of arrangement of a reduction type frequency switching electrode.
[Figure 11 An explanatory view showing an example of a communication apparatus.
[Figure 12 It is an explanatory view showing an example of a frequency switching structure of a conventional surface mount antenna.
[Explanation of symbols]
1 Frequency switching structure of surface mount antenna
2 Surface mount antenna
3 Frequency switching electrode
4 switching circuit
5 Dielectric substrate
6 Feeding electrode
7 Radiation electrode
10 Mounting board
15 Ground electrode
30 Mobile phone

Claims

A surface-mounted antenna in which a radiation electrode having one end side connected to a ground electrode or a feeding electrode and an open end on the other end side is formed on a dielectric substrate, and disposed with a space from the radiation electrode and frequency switching electrode having a capacitance between the radiation electrode is, the capacitance between the radiation electrode and the ground by switching the potential of the frequency switching electrode with a potential higher than the ground potential and the ground potential A switching circuit for switching, and a frequency switching structure for a surface-mounted antenna that switches a transmission / reception frequency band of radio waves of the surface-mounted antenna by switching a capacitance between the radiation electrode and the ground by the switching circuit. the frequency switching electrode is formed to face arranged on the short side regions electrode surface of at least the radiation electrode in a planar shape It has a function as a field Ru electric field distributed electrode for dispersing the open end of the radiation electrode and, when the frequency switching electrode is a ground potential has an electrostatic capacitance between the radiation electrode, a frequency switching A frequency switching structure for a surface mount antenna, characterized in that when the electrode is at a potential higher than the ground potential, the electrode has a capacitance between the radiation electrode and the capacitance with the ground .

The dielectric substrate of the surface mount antenna is a laminate in which a plurality of substrates are stacked from the mounting substrate side on which the surface mount antenna is mounted, and the radiation electrode is formed on the top surface of the dielectric substrate. 2. A frequency switching structure for a surface-mounted antenna according to claim 1, wherein the frequency switching electrode is disposed on the substrate surface of the substrate inside the dielectric base so as to face the radiation electrode with a gap.

3. The frequency switching structure for a surface-mounted antenna according to claim 2, wherein the plurality of substrates constituting the dielectric base are different from each other in at least one of dielectric constant and thickness.

A surface-mounted antenna in which a radiation electrode having one end side connected to a ground electrode or a feeding electrode and an open end on the other end side is formed on a dielectric substrate, and disposed with a space from the radiation electrode and frequency switching electrode having a capacitance between the radiation electrode is, the capacitance between the radiation electrode and the ground by switching the potential of the frequency switching electrode with a potential higher than the ground potential and the ground potential A switching circuit for switching, and a frequency switching structure for a surface-mounted antenna that switches a transmission / reception frequency band of radio waves of the surface-mounted antenna by switching a capacitance between the radiation electrode and the ground by the switching circuit. the frequency switching electrode are short side smell least the radiation electrode via the surface-mounted antenna and spacing Has a function of at Rukoto formed along the surface-mounted antenna as Ru electric field distributed electrode for dispersing the electric field at the open end of the radiation electrode, when the frequency switching electrode is a ground potential between the radiation electrode When the frequency switching electrode is at a potential higher than the ground potential, it has a capacitance between the radiation electrode and the capacitance with the ground. Frequency switching structure for surface mount antennas.

5. The frequency switching structure for a surface-mounted antenna according to claim 1, wherein the frequency switching electrode is formed on a mounting substrate on which the surface-mounted antenna is mounted.

6. The surface-mounted antenna frequency switching structure according to claim 1, wherein the frequency switching electrode has a capacitance between substantially the entire area of the radiation electrode.

A communication apparatus comprising the surface-mounted antenna frequency switching structure according to any one of claims 1 to 6.