CN101093910A - 一种芯片天线、天线装置及通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的内容为：提供适于小型化及宽带化的芯片天线、天线装置以及通信设备。一种由线状的导体沿磁性基体的纵向贯通上述磁性基体的芯片天线，其特征在于上述磁性基体的垂直于前述纵向的剖面上的外径R和内径r的比r/R为0.1以上。并且，一种由线状的导体沿磁性基体的纵向贯通上述磁性基体的芯片天线，其特征在于上述磁性基体为Y型铁氧体的烧结体。

Description

一种芯片天线、天线装置及通信设备
技术领域
本发明涉及一种具备通信功能的电子设备，特别是在手机、便携式终端装置等通信设备上使用的芯片天线，并且涉及使用上述芯片天线的天线装置以及装备有上述天线装置的通信设备。
背景技术
手机、无线网络等通信设备使用的频率带宽从数百MHz到数GHz，在上述带宽上要求通信设备宽频带且效率高。因此，在上述通信设备上使用的天线还需在该频带中具备高增益的功能，以此为前提，还特别要求其使用形态小型化并且低背化。再加上近年开始的地面数字广播要适应全波道的情形下，作为使用的天线就需要覆盖例如在日本国内电视广播带宽470MHz～770MHz这样的宽频带。此外，作为数字广播例如韩国使用180MHz～210MHz频带，欧洲则使用470MHz～890MHz频带。所以，需要可在上述180MHz以上的频带宽上使用，并可装备到便携式终端装置等通信设备上的小型天线。
现有的适合移动通信设备使用的小型天线为使用电介质陶瓷制成的芯片天线(例如专利文献1)。当频率一定时，通过使用介电常数更高的电介质可实现芯片天线的小型化。在专利文献1中，设置了蛇形电极以实现波长的缩短。另外，还申请了除了电容率εr以外、使用相对磁导率μr大的磁性体，通过将波长缩短到1/(εr·μr)1/2倍以实现更小型化的天线(专利文献2)。
此外，作为电视、收音机中使用的接收用天线，如在小型液晶电视等中一般利用使用了金属棒的鞭状天线，上述方式在装载电视功能的手机上也开始了应用。另外，还有利用作为在手机上使用的耳机一部分的电线作为收音机和电视接收用天线的例子。
[专利文献1]特开平10-145123号公报
[专利文献2]特开昭49-40046号公报
上述电介质芯片天线，在实现小型·低背化上比较有利，但是在宽带化方面存在以下问题。例如使用螺旋型辐射电极作为电极的情形下，绕线数增加则线间电容增加，Q值变高。结果带宽变窄，使得在要求宽带幅的地面数字广播等方面的应用变得困难。此外，不仅是螺旋电极，当形成蛇形电极等图形电极的情形，以及在基体内部、外部，电极部分多的情形等，在电极间形成了电容，还是存在不能形成足够带宽的问题。即便是如专利文献2所述的利用了磁性材料的天线，如不能控制电容成分的形成、并且形成可有效产生电感成分的构造，就不能很好地实现天线的小型化与宽带化。
并且因为上述鞭状天线体积大，所以为了设置在手机等小型设备上需复杂的装置，当机体掉落时有容易折断的问题。还有，上述耳机型天线在收音机、电视视听时由于重复摘戴，天线的可靠性降低，此外，由于作为天线部的电线与人体接触，会产生增益与灵敏度的显著退化问题。
因此，本发明意在提供一种适于小型化和频带宽带化的芯片天线、天线装置，以及通信设备。
发明内容
本发明的目的是提供适合小型化与宽带化的芯片天线、天线装置及通信设备。
本发明的芯片天线为，线状导体沿磁性基体的纵向贯通前述磁性基体的芯片天线，其特征在于，在垂直于前述磁性基体的前述纵向的断面上外径R与内径r的比r/R在0.1以上。所谓磁性基体的纵向指的是，若是长方体、圆柱体则为其最大边方向、圆柱轴方向，若是圆弧状等则为沿其圆弧的方向。通过线状导体在所述方向上贯穿，电容成分不易形成，且可使磁性体部分作为电感成分有效发挥机能，所以有助于天线的宽带化、小型化。此外，通过使在与磁性基体的前述纵向垂直的断面上外径R与内径r的比r/R在0.1以上，可发挥高的平均增益。优选前述比值r/R在0.5以下。在此，外形、贯通孔形为四方形的方形的情形下，外径、内径指四方形的一边；外形、贯通孔形为圆形的情形下，外径、贯通孔的直径相当于前述外径、内径。也就是说将最小径部分作为内径。并且，前述芯片天线优选直线状导体贯通磁性基体。在上述构造中，因为在基体内部实质上没有形成该导体的对置部分，所以特别不易形成电容成分，且可使磁性体部分作为电感成分有效发挥机能，因此有助于天线的宽带化、小型化。
本发明的另一芯片天线为，线状导体沿磁性基体的纵向贯通前述磁性基体的芯片天线，其特征在于，在垂直于前述磁性基体前述纵向的断面上，前述导体的断面积s与前述磁性基体的断面积S之比s/S在0.029以上。通过上述结构可有效将天线内部损失抑制得很低。此外，为抑制谐振频率的偏移，优选前述比s/S在0.125以下。
本发明的另一芯片天线为，线状导体沿磁性基体的纵向贯通前述磁性基体的芯片天线，其特征在于，平均增益的全面平均在-7dBi以上的频带宽在220MHz以上。使用所述结构的天线，一只芯片天线可覆盖宽频带，例如对使用470MHz～770MHz宽频带的地面数字广播也使用两个以下的芯片天线就可覆盖。并且，平均增益的全面平均是指对XY平面、YZ平面以及ZX平面上的平均增益取得的平均值。
本发明的另一芯片天线为，线状导体沿磁性基体的纵向贯通前述磁性基体的芯片天线，其特征在于，前述磁性基体为Y型铁氧体的烧结体。因为Y型铁氧体在直到高频区域保持着磁导率，且损失系数低，所以使用Y型铁氧体的烧结体有利于生产在高频区域可发挥功能的芯片天线。并且，Y型铁氧体磁性基体不限于Y型铁氧体单相，还包括含有Z型和W型等其他相的磁性基体。而且优选前述Y型铁氧体的烧结体密度在4.8×103kg/m3以上。上述结构适用于容易承受掉落等较大冲击的便携式设备。而且，优选前述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率在2以上，损失系数在0.05以下。通过前述铁氧体的使用可以实现在高频带区域天线性能的提高。
另外，在前述芯片天线中，优选前述磁性基体的长度为30mm以下，宽度为10mm以下，高度为5mm以下。使用磁性基体的根据本发明的芯片天线，有利于小型化，即使在数百MHz的频带中使用时也可维持小尺寸。通过使磁性基体的长度为30mm以下，宽度为10mm以下，高度为5mm以下，使上述芯片天线适用于手机等安装空间有限的携带式设备。
另外，在前述芯片天线中，前述磁性基体具有长方体形状，优选在位于与所述长方体形状的纵向垂直的方向上的棱角部分上设置倒角。采用有利于稳定组装的长方体形状，通过在位于与长方体形状的纵向垂直的方向上的角，即沿纵向延伸的角的部分上设置倒角，可防止翻转的发生，可提供优质的芯片天线。
此外，前述芯片天线优选设置在外壳中。通过所述结构可降低使用时与其他构件接触的危险，还因为对抗外力变强，所以可靠性变高。并且，前述外壳优选在其外侧面设置导体构件。所述导体构件与安装芯片天线的基板等导体部分通过焊锡等连接，可连同外壳一起将芯片天线固定在基板等上。所述导体构件优选至少与前述芯片天线的一端进行电连接。基板等与芯片天线之间可兼备电连接和机械性连接。
另外，本发明的天线装置，其特征在于应用上述芯片天线，上述导体的一端构成开放端，另一端与供电电路连接。通过使用电容成分少的上述芯片天线来构成天线装置，可生产出宽带天线装置。
另外，在上述天线装置中具有安装上述芯片天线的基板，在上述基板上形成有接地电极以及与该接地电极分设的固定电极，优选前述导体的前述一端与所述固定电极相连。在上述结构中，接地电极与固定电极之间形成电容成分，可进行电容的调整。与调整芯片天线自身电容成分的方法相比，上述调整电容方法更容易进行电容成分的调整。在上述天线装置中，优选平均增益的全面平均为-7dBi以上的带宽为220MHz以上。所述的拥有宽带特性的天线装置，适用于使用频带宽的用途，例如地面数字广播。也就是说，在470MHz～770MHz的频带中，如果是具有上述带宽的装置，地面数字广播的使用带宽用两个以下的天线装置就可覆盖。
并且，在上述芯片天线与上述供电线路之间，具有调整天线装置谐振频率的匹配电路，优选通过对所述匹配电路的切换来移动谐振频率。通过所述结构，可产生在一个芯片天线具有的频率特性所不能满足的宽频带上发挥机能的天线装置。而且，不必增加过多的芯片天线数就可覆盖宽频带。另外，优选在470MHz～770MHz频带上平均增益的全面平均为-7dBi以上。通过赋予阻抗匹配电路对谐振频率进行调节的功能，可在不增加芯片天线数的情况下，将天线装置适用于如国内地面数字广播那样的使用470MHz～770MHz频带的用途中。
另外，本发明的其他的天线装置，具有线状导体沿磁性基体的纵向贯穿上述磁性基体的芯片天线，以及安装有前述芯片天线的基板，上述导体的两端突出于上述磁性基体，其特征在于，上述导体的两端部在上述磁性基体外发生弯曲而与前述基板上形成的电极部连接。通过所述结构，因为没有必要在基体上形成别的电极，在连接的基板侧进行别的处置，所以连接工艺变得简易。
另外，作为本发明的其他天线装置，具有线状导体沿磁性基体的纵向贯穿上述磁性基体的芯片天线，以及安装有前述芯片天线的基板，上述导体的两端突出于上述磁性基体，在上述基板上设有切口部或开口部，将上述芯片天线的基体插入切口部或开口部，也可将上述导体的两端部连接到在上述基板上形成的电极部上。通过上述结构，因为在基板的切口部或开口部插入了基体的一部分，所以安装后基体的高度可以降低，有利于天线装置的低背化。还有，因为不弯曲导体就可以与基板一侧的电极连接，所以工序得到了简化。
此外，上述天线装置优选作为地面数字广播用天线装置。因为根据本发明的前述天线装置实现了小型化、宽带化，所以非常适合于使用像例如470MHz～770MHz频带这样的宽频带的地面数字广播中。
另外，本发明通信设备的特征在于装备了上述天线装置。由于上述天线装置可在宽频带中发挥机能，所以装载了所述天线装置的通信设备也可在宽频带使用。特别是，构成装备了上述天线装置的地面数字广播用便携式终端或手机、数字收音机等通信设备时，有利于所述设备的便携性、可靠性的提高。
并且，可对上述芯片天线、上述天线装置及上述通信设备的构成进行适当的组合。
发明效果
根据本发明，可提供适用于小型化及宽带化的芯片天线。特别是使用高磁导率、低损失系数的Y型铁氧体作为芯片天线的磁性基体的情形下，可提供在高频带上可得到高增益这一点上有利的芯片天线。另外，通过使用根据本发明的芯片天线，可得到可使用的宽频带的天线装置、通信设备。
附图说明
图1是本发明实施例的芯片天线示意图。
图2是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图3是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图4是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图5是本发明实施例的天线装置示意图。
图6是本发明其他实施例的天线装置示意图。
图7是本发明其他实施例的天线装置示意图。
图8是本发明其他实施例的天线装置示意图。
图9是本发明天线装置实施例中使用的匹配电路示例图。
图10是作为本发明的通信设备实施例的手机示意图。
图11是作为本发明通信设备的其他实施例的手机示意图。
图12是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图13是作为本发明通信设备的其他实施例的手机示意图。
图14是电容率与天线内部损失的关系示意图。
图15是匹配电路示例图。
图16是天线内部损失与谐振频率的导体宽度依赖性的示意图。
图17是根据本发明实施例的结构(结构a)与比较结构(结构b)中，天线内部损失与损失系数tanδ的关系示意图。
图18是天线内部损失与损失系数tanδ的关系示意图。
图19是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图20是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图21是本发明其他实施例的芯片天线示意图。
图22是进行匹配电路切换的电路示例图。
图23是根据本发明的天线装置的天线特性示意图。
图24是磁性基体的内外形状比与平均增益的关系示意图。
(符号说明)
1、33、35：磁性基体  2、34、36：导体  3：导体的一端  4：导体的另一端5：固定电极  6：供电电极  7：供电电路  8：基板  9：接地电极10：芯片天线  11、12、13、14、15：磁性构件  21：切口部  22：匹配电路23：显示部件  24：操作部件  25：手机  26：无线模件  27：基板28：芯片天线  29：接收器  30、37：外壳  31、38：突起部39A、39B：导体构件
具体实施方式
下面对本发明的具体实施形态进行详细说明，但是本发明并不局限于这些实施例。并且，对于相同的构件标注了相同的附图标记。
(芯片天线的构造)
图1示出了根据本发明芯片天线的一个实施例。图1的芯片天线是使用磁性体陶瓷作为基体的磁性体芯片天线。所述芯片天线可安装在基板上。图1的(a)为立体图、(b)为包含导体的纵向剖面图、(c)为垂直于纵向的方向上的剖面图。线状的导体2沿磁性基体1的纵向贯通上述磁性基体1。图1中，线状的导体2为直线状。即直线状导体2，沿长方体的侧面或圆柱的外周面等围绕导体2的磁性基体1的外侧面设置，并贯穿磁性基体1纵向的两个端面。在图1的结构中，上述导体2的两端、即导体的一端3与另一端4突出于磁性基体1。上述导体的一端3构成开放端，另一端4与供电电路等控制电路(图中未显示)相连，构成天线装置。在磁性基体1内部，因为只存在作为导体部分的直线状的实心导体2，所以为降低电容成分的理想构造。因为起辐射导体作用的直线状导体2为一线贯通型构造，所述导体在基体内部实质上不存在对置部分，所以对降低电容成分特别有效。从上述观点来看，优选贯穿磁性基体1的导体为一条。但是，在保持有足够间隔对电容成分影响小等情形下，在一条贯穿导体以外再贯穿或埋设其他的导体的构造也是可行的。在图14中，显示了使用了上述芯片天线构成的结构如图8所示的天线装置(细节后述)的天线内部损失与谐振频率的电容率依赖性的评价结果。其中所谓的天线内部损失为将基体的材料损失与导体损失的合计值换算成天线增益的换算值。磁性基体1的尺寸为长30mm、宽3mm、高3mm，初始磁导率为3，损失系数为0.5，贯穿磁性基体1中心的导体为0.5mm倒角的铜。并且，磁性基体1与接地电极9之间的间隔为11mm。匹配电路使用图15所示的电路，电容C1为0.5pF，电感L1为56nH，电感L3为15nh。如图14所示，天线的内部损失相对于电容率基本不变。上述现象的原因是，因为根据本发明的结构不易形成电容成分，所以即使电容率稍微增大一些，也认为天线的内部损失的增加受到了控制。从损失的角度看优选电容率低，但是在根据本发明的结构中天线的内部损失不易受电容率的影响，即对于电容率相当不敏感。所以，例如如图14所示的为了抑制谐振频率的偏移，优选使用电容率大的材料。上述情况下，优选电容率为8以上，更优选为10以上。
另外，因为导体2为贯穿磁性基体1的构造，所以相对于导体未贯穿的构造，当保证磁性基体内的导体长度相同时，可以实现芯片天线全体的小型化。并且，由于导体2贯穿磁性基体1，所以在导体2的两端有可能与其他电路元件或电极电连接，设计自由度较高。直线状的导体，优选与长方体的侧面和圆柱外周面等围绕导体的基体外侧面保持一定距离贯穿基体。图1所示的结构中，导体2在磁性基体1的纵向上，在所述磁性基体的约中心部贯穿基体。即在垂直于磁性基体1纵向的断面上，导体2大约位于中心部。并且，如图12所示，作为芯片天线的结构，如果是线状导体沿磁性基体的纵向贯通上述磁性基体，则不局限于长方体，也可为圆弧状(拱形)。图12的(a)为立体图，(b)为包含导体部分的剖面图，(c)为组装在基板8上的状态下从基板的面方向看的正视图。在线状导体沿磁性基体纵向的结构中，在基体中导体不构成线圈和蛇形电极。优选相对于纵向没有弯曲部分。在图12的结构中，线状导体2沿圆弧贯通圆弧状的基体1。即线状导体，沿长方体的侧面或圆柱外周面等围绕导体的基体的外侧面设置，并贯穿基体纵向的两个端面。上述情况下，优选与围绕导体的基体外侧面保持一定距离的情况下贯穿基体。图12中，导体位于圆弧状基体的剖面的中心位置。图12的结构中，导体的两端，即导体的一端3与另一端4突出于磁性基体1。除了磁性基体和导体为圆弧状外，其他的部分与图1一样构成天线装置与通信设备。图12的(c)中，导体的一端3与另一端4从磁性基体1中分离出来的部分弯曲，固定在基板8上的固定电极及供电电极(图中未显示)上。通过使导体在从磁性基体中分离出来的部分弯曲，可防止伴随弯曲的导体及磁性基体的损伤，同时成为有利于降低电容成分的结构。
为实现宽带化有必要降低天线的Q值。Q值用(C/L)1/2来表示，在这里L代表电感、C代表电容。因此，在提高L的同时，有必要降低C。当用电介质作为基体时，为了提高电感L需要增加导体的绕线数，由于绕线数的增加会导致线电容的增加，因而不能有效降低天线的Q值。针对上述问题，本发明中用磁性体作为基体，所以不通过增加绕线数而通过磁导率提高电感L。因此回避了由于绕数增加导致线电容增加的问题，能够降低Q值，能够实现天线的宽带化。特别是本发明中，因为采用了如上所述的以可有效降低电容成分的、直线状的导体贯通磁性基体的结构，所以在芯片天线宽带化方面发挥了特别显著的效果。上述情况下，因为磁路围绕导体2在磁性基体内部形成，所以构成闭合磁路。上述结构下得到的电感成分L依赖于覆盖导体2的磁性基体部分的长度和剖面面积。因此，直线状导体不贯通磁性基体1的情况下，增加了对电感成分L无助的部分，不必要地导致芯片天线的大型化。针对上述情况，通过使导体2贯通磁性基体1的结构，能够有效地保证L成分，实现芯片天线的小型化。
(导体的端部结构)
在磁性基体1外部的导体的连接处理，由在磁性基体1上形成印刷电极来进行，通过软钎焊在该印刷电极上进行固定，但是从简化制造工序、且抑制电容增加的角度来考虑，优选在导体2的突出的端部上进行软钎焊等连接处理。而且，由印刷电极在磁性基体的外部进行连接处理时，优选尽可能缩小该印刷电极的面积以及对置部分。如图1所示的结构，导体2的两端突出的情况下，因为可在导体2的一端(以下称第1端部)与另一端(以下称第2端部)两处进行芯片天线10的焊接固定，所以可进行可靠的组装。采用上述结构时，不需要为了组装而另外在基体上设置电极，因此可实现组装天线装置时的工序的简化。突出的端部也可以不是直线状，也可以像图2的实施例所示进行弯曲。图2所示的结构中，为了便于在基板上组装，导体2从磁性基体1两侧突出的部分，在与磁性基体1隔开的部分上做弯曲处理，其前端部分平行于作为磁性基体1的一个端面的底面，更具体的说与上述底面约在同一个平面上。将由磁性基体1的两侧突出的导体部分弯曲约90°，也可插入到在基板上设置的通孔中进行软钎焊。并且，为了更结实的固定，在芯片天线的磁性基体上设置另外通过软钎焊等与上述导体固定用的电极，也可构成利用上述电极固定芯片天线的天线装置。
在突出的端部上进行导体的连接处理时，无论何种情况，都没有在磁性基体1的表面上形成电极的必要，所以可以抑制电容成分的增加。在突出部分为直线状的图1的结构中，因为直线上的导体2在磁性基体的内部以及表面上都不存在对置部分，所以对降低电容成分非常有效。
(导体的材质)
对于导体的材质没有特别的限定，例如Cu、Ag、Ni、Pt、Au、Al等金属以外，还可以使用42号合金、科瓦铁镍钴合金、磷青铜、黄铜、科森系铜合金等合金。其中Cu等硬度低的导体材料适合于弯曲两端来使用的情形，42号合金、科瓦铁镍钴合金、磷青铜、科森系铜合金等硬度高的导体材料适合于坚固地支撑磁性基体的情形，或者不弯曲两端按直线的原状使用的情况。另外，导体上也可设置聚氨酯或瓷漆等绝缘包皮。通过使用体积电阻率高，例如1×105Ω·m以上的磁性基体也可以确保绝缘，但通过设置绝缘包皮可以得到非常高的绝缘性能。上述情形下，优选绝缘包皮的厚度为25μm以下。如果所述包皮过厚则磁性基体与导体间的间隔会加大，电感成分会减少。
(磁性基体的形状与尺寸)
对磁性基体的形状没有特别的限定，可以为长方体、圆柱等形状。在实现可靠的组装方面优选长方体形状。另外，采用长方体形状时，优选在位于纵向的垂直方向上的角部分处设置倒角。采用长方体形状有利于稳定组装，但在角的部分处容易发生翻转。针对上述问题，通过设置倒角，除了使磁通不易泄露外，还可防止翻转等不合适的发生。位于长方体纵向的垂直方向上的角，存在4个纵向延伸的角部分。尽管只要在上述角中的至少1个角上做倒角即可发挥作用，但从可靠性的观点出发优选在上述4个角上都设置倒角。此外，还可以在磁性基体纵向端部的角上设置倒角。倒角的做法可为倒成直线状，也可以设置成半径即圆弧形状。另外，倒角可用磨削等机械加工、滚磨、用设置倒角部分的模具成型等方法来设置。但是，从防止给磁性基体带来新的缺陷以及工序简化的观点出发，优选用设置倒角的模具成型，特别是通过挤出成型来形成倒角部分。上述情况下，因为倒角部分是由烧结表面构成的，所以不容易发生缺陷。为了发挥其实质性的效果，倒角的宽幅d(磁性基体的侧面上由于倒角部分损失的长度)优选为0.2mm以上。另一方面，因为倒角变大时即便是长方体形状也会使稳定的组装变得困难，所以优选在1mm以下(磁性基体宽度或高度的1/3以下)。磁性基体的长度、宽度、高度增大后谐振频率会降低。优选基体的长度在30mm以下，宽度在10mm以下，高度在5mm以下。基体的尺寸若超过上述尺寸就会使表面安装型芯片天线大型化。例如，为了要在地面数字广播带宽470MHz～770MHz上使用，将谐振频率设置在550MHz附近，优选磁性基体的长度为25～30mm，宽度为3～5mm，高度为3～5mm。另外如图12所示，基体也可由具有例如拱形形状等曲面的形状来构成。此时，不仅能进一步提高设计性能，还可以得到提高对终端机体掉落时天线基体所承受冲击的耐冲击性的效果。这是因为，一般来说天线都搭载在终端的端部上，所以通过将拱形形状的外侧曲面对着端部方向，对外力的耐受性变高。并且，拱形的天线也可发挥如下的其他效果。由于天线与周围的金属部分(扬声器、受话器以及液晶显示部件等)之间的间隔变大，从天线辐射出来的电磁波的一部分不易流动到金属部分上，所以提高了天线的增益与灵敏度的同时，抑制了源于金属部分的电磁波辐射，从而降低了指向性的紊乱。
(导体与磁性基体的剖面形状的关系)
另外，对于导体的剖面形状没有特殊的限定，例如可以使用圆形、长方形、正方形等形状的导体。即也可使用线状、带状的导体。优选导体的剖面形状与磁性基体的剖面形状基本近似，因为这样围绕导体的磁性基体的厚度一定，可形成均匀性高的磁路。上述剖面指的是与前述磁性基体的纵向垂直的断面。例如，直线状的导体贯穿长方体、圆柱磁性基体纵向时，所述纵向的垂直剖面为磁性基体包围导体的断面。并且，磁性基体为如圆弧状(拱形)等曲线状时，所述剖面为垂直于圆弧的圆周方向，即在圆弧的径向上剖开的剖面。上述情况下，所述断面也为磁性基体包围导体的断面。并且，磁性基体的断面面积为除去配置了导体的贯通孔部分后的剖面面积。本文中，在图24上显示了磁性基体的剖面上磁性基体的外径为R、内径为r时，相对于r/R的芯片天线的平均增益的变化。图24所示的是导体为方柱形、圆柱形电极的情形，即贯通孔的断面形状为四方形、圆形时的情况。外形、贯通孔的形状为四方形的方形时，外径、内径指的是四方形的一条边；当外形、贯通孔的形状为圆形时，外径、贯通孔的直径相当于上述外径、内径。另外，磁性基体1的尺寸为长度30mm，宽度3mm，高度3mm，初始磁导率3，损失系数0.02。r/R增大时平均增益可为一定值，r/R达到0.1以上时，可将平均增益控制在上述一定值起0.2dBi以内的范围内。更优选让r/R达到0.15以上，可将平均增益控制在上述一定值起0.1dBi以内的范围内。更优选的是r/R达到0.2以上。另外，考虑导体的剖面形状尺寸与天线的内部损失之间的关系，当导体为四方形时优选r/R为0.5以下。r/R过大时磁性基体部分相对变薄，除了会使芯片天线的强度下降以外，由于磁性基体的体积降低使得充分维持磁性体芯片天线的性能变得困难。
(剖面面积的比s/S)
图16显示了改变导体的剖面积s对磁性基体的剖面积S的比的例子。除了改变导体的剖面形状以外，与图14显示的评价天线内部损失等的介电常数依赖性评价的情形相同。图16的例子中，磁性基体的剖面为3×3mm的正方形，改变正方形的导体的宽度则剖面面积改变。导体的宽度、剖面面积增大则导体的剖面面积s对磁性基体的剖面面积S的比s/S增大时，天线内部损失降低，导体的宽度达到0.5mm以上，剖面面积到0.25mm2以上时，剖面面积比s/S达到0.029以上后基本维持不变。所以，优选导体的剖面面积s对磁性基体的剖面面积S的比s/S为0.029以上(导体的宽度为0.5mm以上，剖面面积0.25mm2以上)。所述情况下，导体的宽度w对磁性基体的宽度W的比w/W为0.17以上。当导体的宽度为0.7mm以上、剖面面积为0.49mm2以上，剖面面积比s/S达0.058以上(w/W为0.23以上)时，天线内部损失达到0.5dB以下，所以更优选剖面面积比s/S、导体的宽度、剖面面积以及宽度的比w/W满足上述条件。另一方面，由于w/W未满1，导体的宽度增大则磁路变窄、电感成分降低，谐振频率也会变高。当导体的宽度超过1.0mm，磁性基体的厚度不满1.0mm，w/W超过0.33，剖面面积比s/S超过0.125时，谐振频率会从地面数字广播带宽470MHz～770MHz的中心偏移10％以上。所以，上述条件下优选宽度w为1.0mm以下(剖面面积1.0mm2以下)，即剖面面积比在0.125以下(w/W为0.33以下)。所述W为磁性基体纵向上直角方向的最小尺寸，w为导体的纵向上直角方向的最小尺寸。即剖面为正方形时是正方形的边长。
(磁性基体的材质)
上述磁性基体可采用以Ni-Zn系铁氧体、Li系铁氧体为代表的尖晶石型铁氧体、被称为平面的Z型、Y型等六方晶铁氧体，以及含有前述铁氧体材料的复合材料等，但优选使用铁氧体的烧结体、特别优选使用是Y型铁氧体的烧结体。铁氧体烧结体的体积电阻率高，便于实现与导体的绝缘。使用高体积电阻率的铁氧体烧结体，就没有必要在基体与导体之间设置绝缘包皮。Y型铁氧体在直到1GHz以上的高频都能保持磁导率，且在直到1GHz的频带中磁损小，所以适合于在超过400MHz的高频带用途，例如在使用470～770MHz频带的地面数字广播用的芯片天线上使用。上述情形下，Y型铁氧体的烧结体可作为磁性基体使用。Y型铁氧体的烧结体，不限于Y型铁氧体单相，也可含有Z型及W型等其他的相。作为磁性材料的烧结体在烧结后如果有十分精确的尺寸就不必加工了，但是优选对贴合面进行研磨加工，以确保平整度。
当前述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上、损失系数在0.05以下时，有助于获得宽频带、高增益的芯片天线。如初始磁导率过低，将难于实现宽带化。并且，损失系数，即磁损失增大后芯片天线的增益就会降低。在图17中，应用图8所示结构的天线装置显示了天线内部损失的损失系数tanδ依赖性的评价结果。磁性基体1的尺寸等损失系数以外的条件，与上述评价天线内部损失等的磁导率依赖性的情形相同。并且为便于比较，一并显示了使用导体宽度0.8mm、匝数12的拥有螺旋形结构电极的芯片天线(结构b)时的评价结果。如图17所示，损失系数越小天线内部损失越小，但当在相同损失系数条件下比较时，根据本发明的结构(结构a)比具有螺旋形结构电极的情形更能大幅度控制天线的内部损失。例如图17中损失系数tanδ为0.05以下时，天线内部损失就可维持在0.5dB以下的低水平上。天线内部损失0.5dB相当于发射电力的10％，作为仅仅是基体的损失处于完全可以接受的水平。另外，图18显示了改变初始磁导率μ’时天线内部损失的损失系数tanδ依赖性。可以看出初始磁导率μ’增大时天线内部损失有增大的倾向，但在初始磁导率μ’在2～3的范围内时，如损失系数tanδ为0.05以下，天线内部损失就可维持在0.5dB以下。并且如损失系数为0.04以下，初始磁导率μ’可为4以下，天线内部损失就可维持在0.5dB以下，如损失系数为0.03以下，则初始磁导率μ’也可为5以下，天线内部损失也可维持在0.5dB以下。为使芯片天线获得-7dBi以上的平均增益，优选损失系数为0.05以下。通过将损失系数降低到0.03以下，可以得到增益特别高的芯片天线。损失系数随着频率的增高而增大。所以，上述Y型铁氧体在1GHz下的初始磁导率μ’为2以上且损失系数为0.05以下时，就可得到在数百MHz，即到1GHz为止的全部频带上都有着良好平均增益的芯片天线，但如果在使用的各频带上损失系数能满足前述范围的话就可得到高增益的芯片天线。例如在470MHz、770MHz上初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下时，就可以适用于使用470～770MHz频带的地面数字广播。并且，在180MHz下初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下时，就可以适用于使用180MHz以上的频带，例如180～210MHz频带的地面数字广播。
(Y型铁氧体材料)
就Y型铁氧体做进一步说明。所谓的Y型铁氧体是以例如Ba2Co2Fe12O22(即Co2Y)分子式所表示的六方晶系软磁铁酸盐。上述Y型铁氧体以MlO(Ml为Ba、Sr之中的至少一种)、CoO以及Fe2O3为主要成分，也包括以Sr置换上述分子式的Ba的材料。因为Ba与Sr的离子半径大小比较接近，所以用Sr替换Ba的材料也与使用Ba同样构成Y型铁氧体，并显示类似特性，所述材料都能在直到高频带下保持磁导率。所述材料的比率中，以Y型铁氧体为主相为好，例如优选BaO为20～23mol％、CoO17～21mol％，其余为Fe2O3，更为理想的是BaO为20～20.5mol％、CoO20～20.5mol％，其余为Fe2O3。以Y型铁氧体为主相指的是，在X射线衍射的峰值中，Y型铁氧体的主峰值强度最大。优选Y型铁氧体为Y型单相，但有时也生成了Z型、W型等其他六方晶铁氧体以及BaFe2O4等异相。所以，Y型铁氧体也容许包含上述异相。但是，为使在直到高频率时维持磁导率，实现低损失，所以优选Y型铁氧体的比率为85％以上，更优选为92％以上。上述Y型铁酸盐的比率指的是，相对于构成本发明Y型铁酸盐各相的X光衍射主峰值(峰值强度最高的峰值)的强度和，Y型铁酸盐的主峰值强度所占比率。
优选上述Y型铁氧体含有微量的Cu、Zn。现有技术中，已知使用Cu或Zn替代Co的Cu2Y、Zn2Y等作为Y型铁氧体。上述Cu、Zn的置换主要目的是为了与Ag同时烧成即低温烧结化，以及提高磁导率，但是，相对于Co需要置换多达百分之几十以上的Cu、Zn，因此上述条件下体积电阻率降低，且损失系数、介电常数也容易变大。针对上述问题，本发明使Y型铁氧体含有微量的Cu、Zn。通过含有微量的Cu、Zn，抑制了损失系数并维持着高体积电阻率，可以提高烧结体的密度。另外，通过添加微量的Cu、Zn，磁导率也会上升。使Cu的含有量以CuO换算为0.1～1.5重量份，Zn的含有量以ZnO换算为0.1～1.0重量份，就可以达到4.8×103kg/m3以上的烧结体密度。特别是如将Cu、Zn的含有量控制在上述微量范围内，在频率1GHz下的损失系数tanδ为0.05以下，可以进一步将体积电阻率保证在1×105Ω·m以上。Cu、Zn的含有量更优选是以氧化物换算为0.1～0.6重量份，在上述范围内时，体积电阻率可达到1×106Ω·m以上。具有高密度的磁性基体有利于提高使用在手机等通信机器上使用的芯片天线的强度。另外，由于在构成芯片天线时，若体积电阻率未满1×105Ω·m会大幅降低天线的增益，所以优选体积电阻率为1×105Ω·m以上，特别优选为1×106Ω·m以上。同时，上述材料也可以复合含有Cu和Zn。
另外，除了Cu、Zn，上述材料也可以含有Si、Na、Li、Mn等。Si可以带来增加烧结体的密度·磁导率的效果，但如以SiO2换算不满0.1重量份则不能发挥实质性的效力，上述含有量增大时损失系数将增大，故优选所述换算值为0.1～0.4重量份。还有，Na显示了降低损失系数的效果，但以Na2CO3换算不满0.1重量份时，不能发挥实质性的效力，超过0.4重量份则体积电阻率会产生下降。故优选以Na2CO3换算为0.1～0.4重量份。还有，Li显示了增加烧结体的密度·磁导率的效果，但Li的含有量以Li2 CO3换算不满0.1重量份则不能发挥实质性的效力，而超过0.6重量份则磁导率及体积电阻率会产生下降。所以，优选以Li2 CO3换算为0.1～0.6重量份。另外，Mn有降低损失系数的效果，但不满0.1则不能发挥实质性的效力，而超过1.0重量份体积电阻率会产生下降。故优选以Mn3O4换算为0.1～1.0重量份。
还有，作为不可避免的杂质，也可含有0.001质量％以下的B、0.005质量％以下的Na、0.01质量％以下的Si、0.005质量％以下的P、0.05质量％以下的S、及0.001质量％以下的Ca。
(Y型铁氧体的制造方法)
磁性基体由Y型铁氧体的烧结体构成时，所述Y型铁氧体可应用现有的软磁铁氧体制造中使用的粉末冶金方法来制造。按所需比率将称好的BaCO3、Co3O4、Fe2O3等主原料与CuO、ZnO等微量成分混合。并且，CuO、ZnO等微量成分也可以在预烧后的粉碎工序中添加。对于混合方法没有特别限定，例如用球磨机等，以纯水为介质进行湿式混合(例如4～20小时)。将得到的混合粉末用电炉、回转炉等在一定的温度下预烧得到预烧粉末。预烧温度、保持时间分别优选为900～1300℃、1～3小时。预烧温度、保持时间不足时反应不完全，反之超过上述范围会使粉碎的效率下降。优选预烧的气氛是大气中或氧气中存在氧气的气氛。将得到的预烧粉用混合研磨机、球磨机等进行湿式粉碎，添加PVA等粘结剂后，用喷雾干燥器等进行造粒得到造粒粉。优选粉碎颗粒的平均直径为0.5～5μm。得到的造粒粉用压床成型，用电炉等在例如1200℃下的温度下在氧气气氛中进行1～5小时烧制就可以得到六方晶铁氧体。优选烧制温度为1100～1300℃。不足1100℃烧制不彻底，得不到高烧结体密度，超过1300℃会产生粗大粒等过烧结现象。另外，烧结时间短的话烧结就不彻底，反过来时间过长容易产生过烧，所以优选为1～5小时。另外，为了得到高烧结体密度，优选烧结在存在氧气下进行，更优选在氧气中进行。对得到的烧结体，根据需要进行切断、研磨、开槽等加工。
(天线的实施例1)
以下对天线的具体实施例进行说明。首先，对图1所示天线进行进一步详细说明。上述天线由直线状的导体贯穿磁性基体构成，但磁性基体也可以与导体形成一体。例如，可以应用如在特开平10-1145123号公报中公开的方法，即在磁性体粉末中埋入导线的状态下进行压缩成型，然后进行烧结的方法。烧结时，除了通常的加热烧结以外，还可采用微波烧结的方法，因为微波烧结加热时间短，所以可抑制导体与磁性粉末之间的反应。另外，作为磁性基体与导体一体成形的方法，也可以采用层生片的层压工艺。将磁性体粉末与粘结剂、增塑剂的混合物以刮片法等进行片成型得到生片，将上述生片层压后得到层压体。通过在位于上述层压体中心部分的生片上直线状印刷Ag、Ag-Pd、Pt等的导体浆料，可得到贯通有直线状导体的磁性基体。但是，由于上述条件下为了将直线状导体贯通磁性基体并引到所述磁性基体的外部，需要通过印刷、烘烤等方法在磁性基体的表面形成表面电极。
(天线的实施例2)
另一方面，磁性基体与导体也可单独形成。上述情况下，芯片天线由在磁性基体上设置贯通孔，在上述贯通孔中设置导体来构成。磁性基体与导体单独形成的情况下，可以排除磁性基体与导体之间的反应的影响，同时可提高设计自由度并提高导体部分的精度。上述情况下，磁性基体如为铁氧体烧结体，则所述磁性基体可用通常的粉末冶金的方法来制造。作为在磁性基体上设置贯通孔的方法，有在烧结体中通过机械加工形成贯通孔的方法，通过压缩成形法或挤出成形法形成具有贯通孔的成形体的方法、烧结法等。制造长尺寸的部件时，可以将贯通孔彼此对置、用多个短尺寸部件叠加而成。图12所示的由曲面构成的基体，也可以用压缩成形法或挤出成形法制作。另外在烧结体上加工以外，也可以在成形体状态下进行加工、整形。
贯通孔的剖面形状没有特别限定，例如圆形、四方形等都可以。为了使导体容易插入，减小磁性基体与导体之间的缝隙，贯通孔的剖面形状应为与导体剖面形状相似的形状。磁性基体与导体之间也可以有间隙，但间隙的存在会使电感成分受到损失，所以希望上述间隙相对于磁性基体的厚度非常小。优选上述间隙在单侧上为50μm以下。优选的状态是，贯通孔的剖面形状与导体剖面形状在可插入导体的范围内大致相同。上述情况并不依赖于贯通孔的成形方法。贯通孔的剖面形状为圆形时，优选圆筒度(最大直径与最小直径的差)为50μm以下。在磁性基体的贯通孔中插入导体时，圆筒度变大则相对于作为正圆设定的直径，最小直径变小导致导体插入困难，因此需要将直径设定的大一些以留出余地。上述条件下，间隙变大使电感成分受到损失。优选将间隙设为10μm以下。另一方面，在直线状的导体贯通磁性基体的结构中，为了插入导体，优选磁性基体的贯通孔的直线度(贯通孔纵向上贯通孔剖面的偏离值)在贯通孔的直径以下。
有关图1所示的直线状的导体贯通磁性基体的结构，在图3中显示了磁性基体与导体实现分别成形的一例。图3示例为长方体状的磁性基体由多个构件构成，贯通孔是由上多个构件组合形成的实施例。图3(a)中，磁性基体由为了插入导体设置有沟槽的磁性构件12，以及夹持上述沟槽与上述磁性构件12贴合的磁性构件11构成。在磁性构件12的沟槽中插入导体2，再与磁性构件11贴合固定成为芯片天线(图3(b))。也可以在磁性构件12与磁性构件11贴合后形成的贯通孔中插入导体。无论何种情况，通过磁性构件12与磁性构件11贴合而形成贯通孔。沟槽若采用刻模加工，可形成较高精度。因为图3例是由简单的沟槽加工与部件贴合组装成基体的，所以可以非常容易地形成贯通孔。沟槽的剖面形状应对应于可以插入的导体的剖面形状。即沟槽的深度设定使导体不会超出沟槽的上面。图3例为在一个磁性构件上设置沟槽的情况，但也可以在两个的磁性构件上设置沟槽，使所述沟槽相对贴合形成贯通孔。上述情况下，插入的导体还可以发挥决定两个磁性构件位置的作用。
(天线的实施例3)
图4是磁性基体由多个构件构成，贯通孔由上述多个部件组合形成的另外的实施例。图4为垂直于纵向的方向的剖面图。磁性基体为长方体状，由磁性构件13及14夹持磁性构件15构成。磁性构件13、14及15都是长方体。两个磁性构件15保持一定间隔形成贯通孔，两个磁性构件15的间隔及厚度决定了贯通孔的形状、大小。具体的组装顺序是，例如在磁性构件14上夹持着导体2配置磁性构件15，再盖上磁性构件13，使磁性构件14与导体2在磁性构件13和14的夹持状态下固定即可。图4的结构不需要沟槽加工，经过简单加工就可以制造出磁性构件、形成贯通孔，所以适合于芯片天线的简易制造。
(天线的实施例4)
磁性基体与导体、磁性构件与磁性构件之间虽然可以用夹具固定，但是为使固定可靠优选采用粘合的方法。例如磁性基体与导体之间的固定可在磁性基体与导体的间隙中涂抹粘结剂粘合。磁性构件之间的固定可在贴合面上涂抹进行粘合。如粘结剂过厚则磁间隙加大，故优选粘结剂厚度在50μm以下。更优选是10μm以下。为了抑制磁间隙的形成，也可在贴合面以外的部位涂抹粘结剂进行粘合。例如在侧面上，跨越磁性构件贴合的部位涂抹粘结剂。粘结剂可使用热硬化型、紫外线硬化型等树脂及无机粘结剂等。树脂也可以含有氧化物磁性体等的磁性体填料。考虑到芯片天线焊接固定的情况，优选使用耐热性高的粘结剂。特别是，当应用于加热芯片天线全体的回流时，优选有300℃以上的耐热性。并且，当磁性基体与导体之间的间隙较小，设置在磁性基体贯通孔中的导体的移动被磁性基体牢牢控制住时，磁性基体与导体之间则不一定需要设置固定手段。
(天线的实施例5)
下面，图19显示了直线状的导体贯穿磁性基体的结构中，磁性基体与导体分别成形的其他实施例。图19(a)为沿纵向包含导体的剖面图，(b)为垂直于纵向的方向上剖面图。图19所示为长方体状的磁性基体33由一体的构件成形，在上述磁性基体33的贯通孔中贯穿插入剖面为圆形的导体34的实施例。由于一体成形的磁性基体不含结合部分，所以为有利于确保芯片天线的机械强度的结构。上述磁性基体适合于通过挤出成形获得。通过挤出成形，可以制作长度尺寸大的磁性基体，特别是在纵向上有贯穿孔的磁性基体。因为挤出成形是将混炼后的原料连续地挤出，所以像将造粒粉压缩成形时一样，在烧结体上不遗留造粒粉之间边界的痕迹。所以，即使是例如本发明中使用的长尺寸的，且有贯通孔的磁性基体，也可以具备很高的机械强度。特别是，因为在挤出成形时形成贯通孔后可进行烧结，所以磁性基体的贯通孔内壁面由烧结表面构成，可抑制缺陷的发生。上述结构，适合像手机等很容易因为掉落的冲击而承受外力的携带式机器使用。挤出成形是连续挤出对应图19(b)所示形状的剖面形状的成形体进行的，将上述成形体按规定的长度切断、烧结。图19示例中，在位于垂直于长方体形状的纵向的方向上的角上设置了作为倒角部分的弧形面，倒角的宽度由d显示。上述结构是在成形时，通过在模具的角上设置弧形面来实现的。
(天线的实施例6)
接下来，图20为根据本发明芯片天线的其他的实施例的图示。图20示例为收纳在外壳中的芯片天线。图20(a)为树脂制的外壳30以及收纳在上述外壳30中的芯片天线的平面示意图。图20(b)为图20(a)从A方向上看的侧面示意图，图20(c)为图20(a)上沿B-B’线的剖面图。外壳30具有可收纳芯片天线的纵深向空间，在两个侧面上，从侧面上面到略靠中央的部位设有可将剖面为圆形的导体36从外壳内部取出到外部的窄缝。另外，代替上述窄缝也可采用贯通孔。并且，上述窄缝或贯通孔不一定设置在两个侧面上，也可只在一个侧面上设置。芯片天线被约束在外壳内侧的端面之间。此外，沿芯片天线的纵向的两个点上，在外壳内壁上设有限制芯片天线在垂直于纵向上的移动的突起部31。图20的例子中，上述突起部31沿纵深方向形成为柱状，用线来限制芯片天线。柱状突起部的剖面形状没有特殊的限制，例如三角形、半圆状等都行。突起部也可以为点状的突起，以点来约束。另外，代替设置突起部，也可以设置与芯片天线的形状大约一致的空间，通过在上述空间中嵌插芯片天线来约束芯片天线的移动。外壳的深度没有特别的限定，但考虑到保护磁性基体35，优选使上述深度大于磁性基体的厚度，使磁性基体不突出于外壳上表面。芯片天线也可以用粘结剂固定在外壳上。
(天线的实施例7)
图21为本发明所述芯片天线收纳在外壳中的其他的实施例。突起部38的结构与图20示例的实施例相同。图21的(b)以及(c)分别为图21(a)中的C1以及C2虚线部分的剖面图。在图21示例中，在外壳37的外侧面设置有导体构件。具体的说，在外壳37的两侧面的中央下端到底面侧端部设有导体构件39B。可以用上述导体构件使基板等的导体部分与外壳连接，来固定芯片天线。图21所示结构为，导体部件39B从外壳侧面进而延伸设置到外壳内部，在外壳内部形成导体部件39A。即导体39A与39B成为电连通的一体。导体部件39A与39B的末端内插在树脂外壳的内部。上述外壳，可以用树脂模制如磷青铜制的导体构件来形成。图21的示例中，将与设置在外壳外面的导体构件39B导通的导体构件39A，设置在外壳内部的底面的两端，在上述导体构件39A与芯片天线的导体用焊接方式(图中未显示)连接。上述结构可以利用前述导体构件39B，实现芯片天线的固定，以及芯片天线与其他的电路等的电连接。并且，图21的示例中，导体构件39B是沿外壳37的外侧面设置的，但是上述导体构件也可以作为电极销构造从外壳上突出设置。
另外，从外壳底面上设置上方开有狭缝的金属板，上述金属板可以形成为在前述狭缝中对突出于磁性基体的线状导体进行夹持的结构，从而代替导体构件39A。上述情况下，优选所述金属板应与前述导体构件39B成为一体，或进行电连接。如使上述狭缝的宽度小于上述线状导体的宽度或直径时，就可以实现芯片天线的固定和电连接。狭缝的宽幅也可沿纵深方向逐渐减小。还可以使狭缝上端的宽度小于插入导体的中间部分的宽度，作成线状导体的卡止结构。另外，外壳内部的导体构件39A也并非不可或缺，只要在外壳的侧面或底面等外侧面上设置导体构件，就可以与基板等的导体部分连接安装收纳在外壳内的芯片天线。上述情况下，使突出于磁性基体的导体部延伸到外壳之外，与外壳外的电极等进行电连接即可。还可以在外壳上部设置盖部件。盖部件既可由粘结剂进行粘结固定，也可采用将盖部件卡止在外壳上的结构。通过设置盖部件可保护整个芯片天线。另外，也可以在形成上述突起部的基础上，或者取而代之，使用前述盖部件来约束芯片天线的动作。上述实施例是利用外壳固定、保护芯片天线的实施例，也可以取代外壳，采用将芯片天线用树脂模制的结构。
(天线装置的实施例1)
以下对天线装置进行说明。如使用图1中的芯片天线，上述导体的一端3构成开放端，另一端4连接在供电电路等控制电路(图中未显示)上，就构成了天线装置。作为开放端一侧的导体的一端不一定也固定在电极等上，但是为了安装的可靠性以及调整谐振频率，优选开放端一侧也固定在电极等上。图5为将图2的芯片天线安装在基板上的天线装置的实施例示意图，(a)为从垂直于基板面的方向上看的俯视图，(b)为从平行于基板面的方向看的后视图。图5的(b)省略了基板上的电极图示。天线装置具有直线状的导体2贯通磁性基体1、在上述导体的两端，即导体的一端3与导体的另一端4突出于前述导体的芯片天线，以及安装上述芯片天线的基板8。将导体的两端部分在上述磁性基体之外弯曲，与作为在基板8上形成的电极部的固定电极5以及供电电极6焊接连接。供电电极与供电电路等相连。芯片天线10配置为使导体2的纵向平行于基板平面，故可实现低背且可靠的安装。在这一点上，与后述其他实施例的天线装置相同。芯片天线10因为导体两端焊接固定所以十分坚固地固定，也可以再使用粘结剂等固定。图5的结构中，使导体两端弯曲从而实现了与基板侧电极的接触，但也可以不弯曲导体两端，加厚基板侧的固定电极5与供电电极6以实现接触。天线装置可作为接收天线，发射天线以及收发天线等任一形式使用。
(天线装置的实施例2)
图6显示了本发明天线装置的其他实施例。图6为将图1的芯片天线安装在基板上的的天线装置的实施例示意图，(a)为从垂直于基板的方向上看的俯视图，(b)为从平行于基板的方向上看的后视图。图6的(b)省略了基板上的电极图示。图6所示的天线装置具有直线状的导体2贯通磁性基体1、在上述导体的两端，即导体的一端3与导体的另一端4突出于前述磁性基体1的芯片天线10，和安装上述芯片天线10的基体8。另外，在基板8上设有切口部21，上述芯片天线10的基体插入前述切口部，导体的两端(导体的一端3，导体的另一端4)通过焊接连接在上述基板上形成的电极部上。可以使导体2的两端弯曲，但是优选保持直线状。图6的实施例中，突出的导体2的两端仍保持直线状。在基板上设有切口部的图6的实施例中，因为突出的导体2的两端可以保持直线状来安装芯片天线，所以省略了弯曲导体2两端的工序，简化了制造工序。从后视图(b)也可看出，基体的厚度方向的一部分可以收纳在基板的切口部中，所以可实现天线装置的低背化。上述情况下，导体2使用有很高硬度、强度的材料以支撑芯片天线。具体的材质可使用例如42号合金、科瓦铁镍钴合金、磷青铜、科森系铜合金等。另外，图6的实施例中，在基板端部上设有插入基体的部分来构成切口部，但也可在基板上设置开口部，即孔，将上述部分作为基体的插入部分。上述条件下，与设置切口可得到相同效果。
(天线装置的实施例3)
以下，利用图7对本发明天线装置的其他实施例进行说明。图7所示的天线装置，具有图2所示的芯片天线以及安装上述芯片天线的基板8。基板8上形成有接地电极9及与上述接地电极分隔设置的固定用电极5，芯片天线10的导体的一端3与上述固定电极5相连。另外，导体的另一端4与供电电极焊接连接，供电电极连接在供电电路等上。固定用电极5在垂直于芯片天线10导体的纵向的方向上延伸，固定用电极5的端部与接地电极9的端部相隔一定距离，相对构成平行线。图7的实施例中，芯片天线10，固定用电极5，接地电极9以及供电电极6设置为“口”字状。由于在芯片天线10的开放端侧的固定用电极5与接地电极9形成了间隔，所述电极间形成了电容成分。根据本发明的芯片天线具有大幅抑制电容成分的构造，但相对于理想的天线特性电容成分不足时，可用上述方法附加电容成分来调整天线的特性。与调整芯片天线自身的电容成分相比，上述方法更能够简单地实现电容成分的调整。作为调整天线谐振频率的具体例子，可以采用在固定用电极5与接地电极9之间至少连接一个电容器和开关来进行切换，或连接可变电容二极管(变容二极管)，依靠所述外加电压来改变静电容量调整到所需谐振频率等方法。
(天线装置的宽带化)
根据本发明的芯片天线以磁性体作为基体，所以具有很大的缩短波长的效果，易于小型化，在高频段天线也容易实现宽频带。所以，上述芯片天线非常适合作为韩国的地面数字广播使用的180MHz以上，甚而400MHz以上的频带中使用的芯片天线。通过使用根据本发明的芯片天线来构成天线装置，可实现天线装置运行频带的宽带化。也可得到平均增益-7dBi以上频带宽220MHz以上的性能。并且，通过谐振频率适当化等可得到300MHz以上的频带宽。在400MHz以上的高频带中，上述拥有宽频带特性的天线装置，非常适合于使用频带较宽的用途，例如国内的地面数字广播。针对使用470MHz～770MHz频带的地面数字广播这样的，天线使用频带幅度很宽的情况，可用多个不同频带的天线装置来覆盖全部使用频带。使用多个天线装置时，安装面积、安装空间将会增加，但如果天线装置的频带幅度很宽就可减少天线装置的数量。天线装置达到3个以上时安装面积、安装空间将会大幅增加。所以，便携式机器等安装面积有限的条件下天线装置的数量优选在2个以下，更优选为1个。使用拥有上述带宽的天线装置，用2个以下的天线装置就可以覆盖470MHz～770MHz的频带。天线装置的平均增益优选在-7dBi以上，更优选在-5dBi以上则更佳。
(天线装置的实施例4)
另一方面，为了覆盖宽频带，在如图8所示的芯片天线与供电电路之间，设置了调整天线装置谐振频率的匹配电路22，通过切换所述匹配电路22，可以移动天线装置的谐振频率，也可以改变工作频带。为了使阻抗匹配，匹配电路拥有调整天线装置的谐振频率的功能。匹配电路22例如使用如图9所示的装置。图9的示例中，一端接地的电容器C1、电感应L1的另一端之间连接有电感器L2构成匹配电路。电容器C1的另一端连接有芯片天线的导体，电感器L2的另一端连接有供电电路。设置电感器L2的电感值不同的多个匹配电路，使所述匹配电路可互相切换。上述多个匹配电路之中的一个也可以是电感器L2的电感值为0，即不具备电感器L2的匹配电路。另外，作为匹配电路的切换方法，使用半导体的开关及二极管有利于电路的小型集约化并降低损失。图22为对匹配电路进行转换的电路示例。通过调整控制电压(Control Voltage)，高频带用匹配电路和低频带用匹配电路可相互转换。图22的例子中，控制电压为0V时可切换到低频带用匹配电路，控制电压为+1.5V时可切换到高频带用匹配电路。通过切换多个整合电路，一个天线装置可实现谐振频率，即频带不同的多个状态。另外，不限于切换匹配电路全体，也可只切换电感器L2等特定的电路元件。通过切换匹配电路，至少在470MHz～770MHz频带上可得到-7dBi以上的平均增益，成为特别适合于地面数字广播的天线装置。更优选在-5dBi以上。匹配电路的切换数量增加，则相应的需要更多的安装面积、部件数目，控制也变复杂了，所以采用匹配电路的情形下，其数量优选2个以下，切换数优选为1个。平均增益的全面平均在-7dBi以上的频带宽幅在220MHz以上的天线装置中，如果通过上述的匹配电路附加切换功能，那么470MHz～770MHz频带上只用一个切换数就可以覆盖。
(通信设备的实施例)
上述芯片天线以及应用上述芯片天线构成的前述天线装置应用在通信设备上。例如，上述芯片天线以及天线装置，可以应用在手机、无线网、个人电脑、地面数字广播相关设备等通信设备上，有利于使用所述设备的通信实现宽带化。因为地面数字广播使用的频带较宽，所以应用了根据本发明的天线装置的通信设备非常适合上述用途。特别是，通过应用本发明的天线装置，因为可抑制安装面积、安装空间的增加，所以非常适合接发地面数字广播的手机、便携式终端等。图10、图11分别显示了用手机作为通信设备的例子。打开状态的手机的外观示意图10(b)及图11(b)中，用虚线标示出内藏芯片天线的位置。如图10(a)、图11(a)的剖面图所示，手机25中，芯片天线10安装在基板27上，与无线模件26相连。芯片天线10的设置不仅限于图10、或图11的形态。芯片天线10可设置在操作部件24的相反的端部侧，也可设置在显示部件23上。另外，图13显示了使用弧形芯片天线的例子。图13中，用虚线指示出了内藏芯片天线28与接收器29的位置。图13示例的结构中，弧形芯片天线设置在手机25的显示部件23的前端，弧形的外侧曲面配合显示部件前端的形状设置。上述结构，与使用长方体形状的芯片天线相比，可加大与接收器之间的距离。另外，如手机的宽度一定时，与长方体形状的芯片天线相比，芯片天线的长度可以更大。
(实施例)
以下，对本发明的实施例做更具体地说明，但是本发明并不局限于此。
(实施例1)
本实施例的磁性基体的制造中，首先将主成分Fe2O3、BaO(使用BaCO3)、CoO(使用Co3O4)按60mol％、20mol％、20mol％的摩尔比配好，相对于主成分100重量份添加表1所示的CuO或ZnO，用水为介质在湿式球磨机上混合16小时(No1～12)。另外，No13的材料为主成分Fe2O3、BaO(使用BaCO3)、CoO(使用Co3O4)按70.6mol％、17.6mol％、11.8mol％的摩尔比配好，用水为介质在湿式球磨机上混合16小时。
然后，将上述混合粉干燥后，将No1～12的材料在大气中进行1000℃、2小时，将No13的材料在大气中进行1100℃、2小时的预烧。而后，将上述预烧粉用水为介质在湿式球磨机上粉碎18小时。在得到的粉碎粉中加入1％粘结剂(PVA)进行造粒。造粒后压缩成形环状或长方体状，然后将No1～12的材料在氧气氛中进行1200℃、3小时，将No13的材料在氧气氛中进行1300℃、3小时的烧结。测定所得到的外径7.0mm、内径3.5mm、高3.0mm的环状烧结体的烧结密度和25℃时的初始磁导率μ及损失系数tanδ。
体积电阻率、烧结体密度、频率1GHz的初始磁导率μi及损失系数tanδ的评价结果如表1所示，频率180MHz、470MHz、770MGHz的初始磁导率μi及损失系数tanδ的评价结果如表2所示。另外，密度测定是用水中置换法测定，初始磁导率μ及损失系数tanδ用阻抗增益相分析仪(Yokogawa·Hewlett·Packard公司4291B型)测定。另外，一部分的试验材料也是用上述阻抗增益相分析仪来测定介电常数。介电常数即为电容率。
表1
    序号     CuO(wt.％)     ZnO(wt.％) 体积电阻率(Ω·m)    密度×103(kg/m3)  初始磁率μi(1GHz)  损失系数tanδ(1GHz)
    1     0     0     35.6     4.52     2.1     0.01
2 0.2 0 31.9 5.12 2.1 0.02
    3     0.4     0     23.3     4.82     2.2     0.02
    4     0.6     0     25.9     4.84     2.8     0.03
    5     1.0     0     2.3     4.91     2.7     0.03
    6     1.5     0     1.1     4.92     3.1     0.04
    7     2.0     0     0.7     5.05     3.4     0.06
    8     0     0.2     41.3     5.11     2.1     0.02
    9     0     0.4     35.1     5.09     2.2     0.02
    10     0     0.6     35.7     5.13     2.3     0.02
    11     0     1.0     2.8     5.05     2.5     0.05
    12     0     1.5     0.6     5.03     2.8     0.06
    13     0     0     0.1     4.45     7.5     0.90
表2
    序号  初始磁导率μi(180MHz)  损失系数tanδ(180MHz)   初始磁导率μi(470MHz)  损失系数tanδ(470MHz)   初始磁导率μi(770MHz) 损失系数tanδ(770MHz)
    1     2.0     0.01     2.0     0.01     2.0 0.02
    2     2.0     0.01     2.0     0.01     2.0 0.02
    3     2.1     0.01     2.1     0.01     2.1 0.02
    4     2.4     0.02     2.4     0.02     2.5 0.03
    5     2.6     0.02     2.6     0.02     2.6 0.03
    6     3.0     0.02     3.0     0.02     3.0 0.05
    7     3.2     0.03     3.2     0.03     3.3 0.05
    8     2.1     0.01     2.1     0.02     2.1 0.02
    9     2.2     0.01     2.2     0.02     2.3 0.02
    10     2.3     0.01     2.3     0.02     2.3 0.03
    11     2.8     0.02     2.8     0.04     2.8 0.07
    12     3.3     0.03     3.3     0.05     3.3 0.05
    13     14.9     0.04     14.8     0.17     14.8 0.86
进行X射线衍射的结果，No1～12的材料中，主峰强度最大的构成相为Y型铁氧体，Y型铁氧体为主相。另一方面，No13的材料中，主峰强度最大的构成相为Z型铁氧体，Z型铁氧体为主相。如表1所示，添加CuO 0.1～1.5wt％的Y型铁氧体与添加ZnO0.1～1.0wt％的Y型铁氧体，在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数0.05以下。另外，体积电阻率1×105Ω·m以上，烧结体密度也在4.8×103kg/m3以上，数值都很良好。上述材料中，特别是添加CuO 0.6～1.0wt％的Y型铁氧体，有着高达2.7以上的初始磁导率，0.03以下的低损失系数，4.84×103kg/m3以上的高密度。另一方面，Z相为主相的No13材料中，不仅损失系数很大而且烧结体密度也很低。另外，No4的材料在测定电容率时电容率为14。另外，如表2所示，CuO的添加量在0.1～2.0wt％的范围的铁氧体，470MHz～770MHz频带上的初始磁导率为2以上，损失系数0.05以下，适于在470MHz～770MHz频带的芯片天线上使用。并且，在180MHz下，可以看出，不管添加了Cu的材料还是添加了Zn的材料，初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下，适于在180MHz以上频带的芯片天线上使用。Y型铁氧体烧结体，不限于1GHz，在470MHz～770MHz频带上与Z型铁氧体相比，损失系数小，作为芯片天线的材料十分优秀。
使用上述No4材料的烧结体如下所述制作了图3的芯片天线(天线1)。用烧结体经机械加工得到30×3×1.25mm与30×3×1.75mm的长方体磁性构件。在30×3×1.75mm的磁性构件上，在30×3mm面的宽度方向的中央处，纵向形成宽0.5、深0.5mm的沟槽。上述沟槽中插入作为导体的宽0.5mm、长40mm的铜线后，用环氧树脂系粘结剂(阿莱姆克公司阿莱姆克粘结剂570)粘结到30×3×1.25mm的磁性构件上。粘结剂涂抹在磁性构件的贴合面上。通过上述磁性部件的结构形成了长0.5、宽0.5mm的贯通孔，通过粘结得到的基体为30×3×3mm。突出的导体的两端在基体之外弯曲，形成如图2所示的导体形状。并且，为了与电介质天线相比较，如下制作了电介质天线。将电容率为21的电介质的烧结体通过机械加工得到30×3×3mm的长方体部件。在上述的长方体部件表面上进行Ag-Pt浆料的印刷、烘烤，形成电极宽0.8mm、表3所示绕线数的螺旋形构造的电极，制作了芯片天线(天线2)。
在装有供电电极的基板上分别安装天线1以及天线2，电极的一端与供电电极连接构成了天线装置(分别为天线装置1以及天线装置2)。天线装置1为图8所示结构的天线装置。即在印刷电路底板上，设置供电电极、接地电极、与该接地电极分离开的固定电极。固定电极的宽是4mm、长是13mm。上述固定电极纵向上的端部与接地电极的间隙为1mm。接地电极与全体芯片天线相对设置，与芯片天线的间隔为11mm。设置了与图9的示例相同结构的匹配电路。C1为1pF，L1为12nH，L2为18nH。将上述天线装置与测定用天线(设置在图8的天线装置的右侧(图中未显示))间隔3m，通过50Ω的同轴电缆连接在天线增益评价装置网络分析仪上，评价天线特性(天线增益、谐振频率(显示增益最大的频率))。另外，将图8中的芯片天线的纵向作为X方向，与上述方向成直角的方向作为Y方向，与上述两个方向垂直的方向即与基板面垂直的方向作为Z方向。ZX面(H平面)的垂直偏振波测定结果如表3所示。平均增益带宽以及最大增益带宽，分别为平均增益以及最大增益为一定值以上的带宽。表3上显示了-7dBi以上的带宽与-5dBi以上带宽。如表3所示，与使用了电容率超过20的电介质的天线装置2相比，使用了介电常数为20以下且在1GHz的初始磁导率为2以上、损失系数为0.05以下的Y型铁氧体的天线装置1，带宽大幅上升，上述Y型铁氧体在天线装置上的应用效果可以得到肯定。天线装置1的平均增益为-7dBi以上的带宽达到260MHz以上。并且，表3只显示了470MHz～770MHz频带上的评价结果，达到-7dBi以上以及-5dBi以上的频带实际上也进入了不满470MHz的频带，所以实际的带宽要比表3所显示的带宽还要宽。
随后，将上述天线装置1的芯片天线的磁性基体，与对面的接地电极之间的间隔分别调整为4mm、6mm、8mm、11mm，评价了天线的特性。当时匹配电路的L1、L2、C1分别为22nH、27nH、0.5pF(4mm)，27nH、27nH、0.5pF(6mm)，27nH、27nH、0.5pF(8mm)，27nH、22nH、0.5pF(11mm)。随着芯片天线的磁性基体与对面的接地电极之间的间隔加大到4mm、6mm、8mm、11mm，平均增益的最大值分别为-3.7dBi、-1.7dBi、-1.8dBi、-2.0dBi，可以看出特别是到6mm以上时可获得较高的平均增益。
表3
天线序号 绕线数   天线特性(470～770MHz)
谐振频率(MHz)   平均增益带宽频率范围(MHz)   最大增益带宽频率范围(MHz)
  ＞-7dBi   ＞-5dBi   ＞-7dBi   ＞-5dBi
1 实施例 - 590   ＞268[470～738]   ＞206[470～676]   ＞296[470～766]   ＞256[470～726]
2 比较例 15.75 650   100[588～688]   51[617～668]   126[575～701]   92[595～687]
(实施例2)
下面，用天线1构成另外的天线装置3，与用相同的No4号材料作成的螺旋形电极构造的天线装置4进行比较。天线装置3使用天线1构成如图8的结构。在印刷电路底板上，设置供电电极、接地电极、与该接地电极分离开的固定电极。固定电极的宽3.5mm、长13mm。上述固定电极纵向上的端部与接地电极的间隙为1mm。接地电极与全体芯片天线相对设置，与芯片天线的间隔为11mm。设置了低通用和高通用2种匹配电路。匹配电路的结构与图9的示例相同，低通用的C1为1pF、L1为12nH、L2为18nH，高通用的C1为1pF，L1为12nH，L2为0Nh(不连接电感器)。将相当于电感器L2另一端的部分，通过50Ω的同轴电缆连接在天线增益评价装置网络分析仪上，进行供电。另一方面，天线装置4用No4号材料作成。除了螺旋形电极的数为12次以外，与天线装置2同样制成芯片天线。天线装置4的基板上的配置与天线装置3相同。芯片天线与接地电极的间隔为11mm。但是，不设置固定电极，也不附加匹配电路。将上述天线装置3、4与测定用天线(设置在图8的天线装置的右侧(图中未显示))间隔3m，通过上述天线增益评价装置评价天线特性(平均增益、谐振频率)。切换匹配电路的评价结果如表4所示。并且，表4中的平均增益带宽，与上述表3同样为平均增益-7dBi以上的带宽与-5dBi以上的带宽。在表4中，显示了ZX面(H平面)的垂直偏振波的平均增益，以及XY面(E2平面)、YZ面(E1平面)、ZX面(H平面)的3个全面平均的平均增益的评价结果。
如表4所示，使用天线1的天线装置4的-7dBi以上的带宽，不依靠匹配电路在ZX面上达250MHz以上，全面平均也为220MHz以上。即通过切换匹配电路，在470MHz～770MHz频带上，可达到-7dBi以上的全面平均的平均增益。具体的说，依据表4的结果，使用天线1的天线装置4的-5dBi以上的带宽，不依靠匹配电路，全面平均的平均增益也为180MHz以上。所以，即使当全面平均的平均增益的目标值在-5dBi以上时，也可依靠切换匹配电路，满足470MHz～770MHz频带的需要。另外，表4只显示了470MHz～770MHz频带上的评价结果，在-7dBi以上的范围可达到不满470MHz的频带，或者超过770MHz的频带，所以实际的带宽要比表4所显示的带宽还要宽。例如，在天线装置3中，使用高通用匹配电路的在770MHz下的全面平均的平均增益为-2.0dBi，使用低通用匹配电路的在470MHz下的全面平均的平均增益也可达到-3.4dBi的高增益。所以，通过调整匹配电路来控制谐振频率，在一个芯片天线上不用切换匹配电路就可满足470MHz～770MHz频带的需要。
表4
天线序号 匹配电路   天线特性(470～770MHz)
  平均增益(ZX面)   平均增益(所有面平均)
谐振频率(MHz)   平均增益带宽频率范围(MHz) 谐振频率(MHz) 最大增益带宽频率范围(MHz)
  ＞-7dBi  ＞-5dBi ＞-7dBi   ＞-5dBi
3 高通 625   ＞255[515～770]  ＞237[533～770] 633 ＞239[531～770]   ＞222[548～770]
低通 487   ＞272[470～742]  ＞240[470～710] 490 ＞242[470～712]   ＞185[470～655]
4 无 592   ＞232[470～702]  213[470～683] 590 209[477～686]   160[500～660]
(实施例3)
下面，用天线1按图8所示的结构制作了天线装置5。在印刷电路底板上，设置供电电极、接地电极、与该接地电极分离开的固定电极。固定电极宽3.5mm、长13mm。上述固定电极纵向上的端部与接地电极的间隙为1mm。但是，接地电极不是与全体芯片天线相对设置，而是设置在固定电极的对面部分。设置了低通用和高通用2种匹配电路。匹配电路的结构与图9的示例相同，低通用的C1为0.5pF、L1为15nH、L2为15nH，高通用的C1为0.5pF，代替L1设置C2为2pF，L2为0Nh(不连接电感器)。将上述天线装置安装到手机上。如概要图11所示，安装位置在手机显示部件的顶端。芯片天线设置在平行于显示部件的顶端线，并与扬声器等组成的接收器保持12mm间隔的位置上。为评价天线的特性，将相当于电感器L2另一端的部分，通过50Ω的同轴电缆连接在天线增益评价装置网络分析仪上，进行供电。切换匹配电路，评价结果如表5所示。表5显示了全面平均的平均增益的评价结果。即使在安装到手机上的状态下，不依靠匹配电路也可确保频带宽幅在220MHz以上。并且，通过切换匹配电路，在470MHz～770MHz频带上达到了-7dBi。另外，表5只显示了470MHz～770MHz频带上的评价结果，在低频侧-7dBi以上的范围可达到不满470MHz的频带，或者超过770MHz的频带。还有，在-5dBi以上的范围也可达到不满470MHz的频带。即，实际的带宽要比表5所显示的带宽还要宽。因此，通过对低通用的匹配电路及高通用匹配电路继续微调，在超过470MHz～770MHz的频带上也可达到-5dBi以上。另外，当使接收器与芯片天线的间隔发生变化时，可以看出加大上述间隔增益则变大，带宽有扩展的趋势。当上述间隔低于4mm时带宽的减小变大，因此优选所述间隔为4mm以上。
表5
匹配电路  平均增益(470～770MHz)
谐振频率(MHz)     平均增益带宽频率范围(MHz)
    ＞-7dBi     ＞-5dBi
高通 635     225[545～760]     207[567～770]
低通 590     ＞221[470～691]     ＞195[470～665]
(实施例4)
和表1的No4材料同样，将主成分Fe2O3、BaO(使用BaCO3)、CoO(使用Co3O4)按60mol％、20mol％、20mol％的摩尔比配好，相对于主成分100重量份添加CuO 0.6重量份，用水为介质在湿式球磨机上混合。然后，将上述混合粉干燥后，在大气中进行1100℃、1.5小时的预烧。而后，将上述预烧粉用水为介质在湿式球磨机上粉碎10小时。在得到的粉碎粉中加入粘结剂、润滑剂及增塑剂，进行挤出成型。将得到的成型体干燥后，在大气中进行1150℃、3小时的烧结，得到30mm×3mm×3mm的长方体形状的烧结体。在上述烧结体的中心上，纵向形成直径大约0.6mm的圆形剖面贯通孔，在位于垂直于上述纵向的方向上的4个角的部分上，形成倒角宽0.5mm的圆弧。另外，测定多个烧结体的贯通孔的圆筒度(最大直径与最小直径的差)时，差为10μm以下。并且，当改变挤出成型条件制作出圆筒度为48～149μm的部件时，导体的插入变得困难。上述情况下，往往贯通孔在正方形剖面一边上长，而在与前述方向成直角方向上的另一边上短。
用得到的烧结体作为磁性基体，插入直径为0.6mm的铜线，使其贯穿构成芯片天线。贯通孔的最大直径与铜线的直径的差为22～45μm。进而用上述芯片天线按图8的结构制作了天线装置6。在宽40mm的印刷电路底板上，设置供电电极、接地电极、与该接地电极分离开的固定电极。接地电极设置在印刷电路底板的正、反面上都与安装芯片天线的顶端离开15mm以上的位置上。固定电极5宽3.5mm，供电电极6宽1mm、长13mm。上述固定电极纵向上的端部与接地电极的间隙为1mm。固定电极5的宽度比供电电极6的宽度大的理由是，通过增大固定电极5的端部与接地电极之间的静电容量，可以使天线谐振频率降低实现小型化。接地电极与全体芯片天线相对设置，与芯片天线的间隔为11mm。设置了低通用和高通用2种匹配电路。匹配电路的结构与图15的示例相同，C1为0.5pF、L1为68nH、L3为18nH。与实施例2同样作法，评价了天线的特性。图23显示了全面平均的平均增益的评价结果，-7dBi以上的带宽为330MHz(475～800MHz)，-5dBi以上的带宽为275MHz(503～778MHz)，得到了宽频带的天线。在上述330MHz的带宽上可以看到，一个天线装置中通过匹配电路等的调整，不切换匹配电路也可以覆盖470MHz～770MHz的频带。
而后，对挤出成型的烧结体进行加工，测定了三点弯曲的抗弯强度。另外，对实施例1中制作的No 4材料的烧结体也进行了同样的加工，并测定了抗弯强度。取10个实验片的平均值作为抗弯强度。实施例1中制作的烧结体的抗弯强度为200MPa，挤出成型的烧结体的抗弯强度为217MPa，抗弯强度约提高了10％。即可以说通过使用挤出成型的磁性基体，芯片天线的机械强度得到了提高。抗弯强度为210MPa以上的磁性基体适于在承受高冲击的便携式机器上使用。另外，实施例1中制作的烧结体，与挤出成型的烧结体的含碳量水平相同，同为0.01质量％。
将上述挤出成型的烧结体和实施例1中制作的No 4材料的烧结体的断面用SEM观察，前者大孔径的孔洞较多，后者小孔径的孔洞较多。上述1mm2上1μm以上的孔洞分别为约1800个、约9000个。并且，将镜面研磨后的上述烧结体蚀刻后用光学显微镜来观察组织结构。统计处在相当于200μm线上的粒子数N，用N去除200μm计算出烧结体的平均晶粒直径，结果，挤出成型的烧结体的平均晶粒直径为2.5μm，实施例1中制作的No4材料的烧结体的平均晶粒直径为2.0μm。即每1mm2面积上平均晶粒直径为2.8μm以下、1μm以上的孔洞为2％以上，可以得到上述机械强度优良的芯片天线。

Claims (58)

1.一种芯片天线，是线状的导体沿磁性基体的纵向贯通所述磁性基体的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体的垂直于所述纵向剖面上的外径R和内径r的比r/R为0.1以上。
2.如权利要求1所述的芯片天线，其特征在于：所述比值r/R为0.5以下。
3.一种芯片天线，是线状的导体沿磁性基体的纵向贯通所述磁性基体的芯片天线，其特征在于：前述导体的剖面面积s相对于所述磁性基体的垂直于所述纵向的剖面上的所述磁性基体剖面面积S的比s/S为0.029以上。
4.如权利要求3所述的芯片天线，其特征在于：所述比值s/S为0.125以下。
5.如权利要求1所述的芯片天线，其特征在于：平均增益的全面平均为-7dBi以上的带宽在220MHz以上。
6.如权利要求2所述的芯片天线，其特征在于：平均增益的全面平均为-7dBi以上的带宽在220MHz以上。
7.如权利要求3所述的芯片天线，其特征在于：平均增益的全面平均为-7dBi以上的带宽在220MHz以上。
8.如权利要求4所述的芯片天线，其特征在于：平均增益的全面平均为-7dBi以上的带宽在220MHz以上。
9.如权利要求1所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体为Y型铁氧体的烧结体。
10.如权利要求2所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体为Y型铁氧体的烧结体。
11.如权利要求3所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体为Y型铁氧体的烧结体。
12.如权利要求4所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体为Y型铁氧体的烧结体。
13.如权利要求9所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体的烧结体密度为4.8×103kg/m3以上。
14.如权利要求10所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体的烧结体密度为4.8×103kg/m3以上。
15.如权利要求11所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体的烧结体密度为4.8×103kg/m3以上。
16.如权利要求12所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体的烧结体密度为4.8×103kg/m3以上。
17.如权利要求9所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
18.如权利要求10所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
19.如权利要求11所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
20.如权利要求12所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
21.如权利要求13所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
22.如权利要求14所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
23.如权利要求15所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
24.如权利要求16所述的芯片天线，其特征在于：所述Y型铁氧体在1GHz的初始磁导率为2以上，损失系数为0.05以下。
25.如权利要求1所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体的长度为30mm以下，宽度为10mm以下，高度为5mm以下。
26.如权利要求2所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体的长度为30mm以下，宽度为10mm以下，高度为5mm以下。
27.如权利要求3所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体的长度为30mm以下，宽度为10mm以下，高度为5mm以下。
28.如权利要求4所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体的长度为30mm以下，宽度为10mm以下，高度为5mm以下。
29.如权利要求1所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体具有长方体形状，在垂直于该长方体形状的纵向上的角部分处设有倒角。
30.如权利要求2所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体具有长方体形状，在垂直于该长方体形状的纵向上的角部分处设有倒角。
31.如权利要求3所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体具有长方体形状，在垂直于该长方体形状的纵向上的角部分处设有倒角。
32.如权利要求4所述的芯片天线，其特征在于：所述磁性基体具有长方体形状，在垂直于该长方体形状的纵向上的角部分处设有倒角。
33.如权利要求1所述的芯片天线，其特征在于：所述芯片天线收纳在外壳中。
34.如权利要求2所述的芯片天线，其特征在于：所述芯片天线收纳在外壳中。
35.如权利要求3所述的芯片天线，其特征在于：所述芯片天线收纳在外壳中。
36.如权利要求4所述的芯片天线，其特征在于：所述芯片天线收纳在外壳中。
37.一种天线装置，其特征在于：使用权利要求1所述的芯片天线，所述导体的一端构成开放端，另一端连接在供电电路上。
38.一种天线装置，其特征在于：使用权利要求2所述的芯片天线，所述导体的一端构成开放端，另一端连接在供电电路上。
39.一种天线装置，其特征在于：使用权利要求3所述的芯片天线，所述导体的一端构成开放端，另一端连接在供电电路上。
40.一种天线装置，其特征在于：使用权利要求4所述的芯片天线，所述导体的一端构成开放端，另一端连接在供电电路上。
41.如权利要求37所述的天线装置，其特征在于：所述天线装置拥有安装了所述芯片天线的基板，在所述基板上形成了接地电极和与该接地电极分开的固定电极，所述导体的所述一端连接在所述固定电极上。
42.如权利要求38所述的天线装置，其特征在于：所述天线装置拥有安装了所述芯片天线的基板，在所述基板上形成了接地电极和与该接地电极分开的固定电极，所述导体的所述一端连接在所述固定电极上。
43.如权利要求39所述的天线装置，其特征在于：所述天线装置拥有安装了所述芯片天线的基板，在所述基板上形成了接地电极和与该接地电极分开的固定电极，所述导体的所述一端连接在所述固定电极上。
44.如权利要求40所述的天线装置，其特征在于：所述天线装置拥有安装了所述芯片天线的基板，在所述基板上形成了接地电极和与该接地电极分开的固定电极，所述导体的所述一端连接在所述固定电极上。
45.如权利要求37所述的天线装置，其特征在于：在所述芯片天线和所述供电电路之间，具备调整天线装置的谐振频率的匹配电路，通过切换所述匹配电路移动谐振频率。
46.如权利要求38所述的天线装置，其特征在于：在所述芯片天线和所述供电电路之间，具备调整天线装置的谐振频率的匹配电路，通过切换所述匹配电路移动谐振频率。
47.如权利要求39所述的天线装置，其特征在于：在所述芯片天线和所述供电电路之间，具备调整天线装置的谐振频率的匹配电路，通过切换所述匹配电路移动谐振频率。
48.如权利要求40所述的天线装置，其特征在于：在所述芯片天线和所述供电电路之间，具备调整天线装置的谐振频率的匹配电路，通过切换所述匹配电路移动谐振频率。
49.一种天线装置，其特征在于：具有线状的导体沿磁性基体的纵向贯通所述磁性基体的芯片天线，和安装有所述芯片天线的基板，所述导体的两端从所述磁性基体上突出出来，所述导体的两端部在所述磁性基体的外部弯曲并和形成在所述基板上的电极部相连接。
50.一种天线装置，其特征在于：具有线状的导体沿磁性基体的纵向贯通所述磁性基体的芯片天线，和安装有所述芯片天线的基板，所述导体的两端从所述磁性基体上突出出来，在所述基板上设有切槽部或开口部，所述芯片天线的基体插入所述切槽部或开口部，所述导体的两端部和形成在所述基板上的电极部相连接。
51.使用权利要求37所述的天线装置的地面数字广播用天线装置。
52.使用权利要求38所述的天线装置的地面数字广播用天线装置。
53.使用权利要求39所述的天线装置的地面数字广播用天线装置。
54.使用权利要求40所述的天线装置的地面数字广播用天线装置。
55.装备了权利要求37所述的天线装置的通信设备。
56.装备了权利要求38所述的天线装置的通信设备。
57.装备了权利要求39所述的天线装置的通信设备。
58.装备了权利要求40所述的天线装置的通信设备。
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