JP2000101335A - チップアンテナ、アンテナ装置及び移動体通信機器 - Google Patents

チップアンテナ、アンテナ装置及び移動体通信機器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振周波数を容易に調整できるとともに、小
型化が可能なチップアンテナ、アンテナ装置及び移動体
通信機器を提供する。 【解決手段】 チップアンテナ１０は、直方体状の基体
１１と、基体１１の一方主面上に設けられる平板状の放
射導体１２と、放射導体１２に対向するように、基体１
１の内部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体１
３と、放射導体１２に対向するように、放射導体１２と
接地導体１３との間に設けられる平板状のコンデンサ導
体１４と、放射導体１２と接地導体１３とを接続するた
めに基体１１の内部に設けられる第１短絡導体１５と、
接地導体１３とコンデンサ導体１４とを接続するために
基体１１の内部に設けられる第２短絡導体１６と、基体
１１の側面から他方主面にかけて設けられ、放射導体１
２に基体１１の内部に設けられた接続導体１７を介して
接続される給電用端子Ｔ１と、基体１１の側面から他方
主面にかけて設けられ、接地導体１３に基体１１の側面
で接続される接地用端子Ｔ２とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップアンテナ、
アンテナ装置及び移動体通信機器に関し、特に、携帯電
話機、ＧＰＳ（衛星側位システム）受信機などの移動体
通信機器に使用して好適な平面形状の小型アンテナであ
るチップアンテナ、アンテナ装置及び移動体通信機器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機、ＧＰＳ受信機などの
移動体通信機器は小型軽量化の要求が高まっており、こ
れらに使用される部品も小型化が要求されている。なか
でもアンテナは構成部品の中で比較的大きな部品となる
ため、特に小型化が求められている。
【０００３】かかる状況から、移動体通信機器の発展に
ともない、小型のアンテナとして、マイクロストリップ
アンテナや片側短絡マイクロストリップアンテナに代表
される平面アンテナの開発が進められてきた。なかでも
飛躍的に小型化できるアンテナとして、図１６に示すよ
うな誘電体のセラミックス基板を用いた逆Ｆアンテナ８
０が知られている。逆Ｆアンテナ８０は、酸化マグネシ
ウム、酸化カルシウム、酸化チタンを主成分とする比誘
電率が２０の誘電体セラミックスからなる基板８１を備
える。この際、逆Ｆアンテナ８０の形状は、例えば縦１
３．０ｍｍ×横１３．０ｍｍ×高さ６．０ｍｍである。
そして、基板８１の上面及び下面にそれぞれ銅の金属導
体膜を被着し、放射導体８２及び接地導体８３を形成す
るとともに、セラミックス基板８１の側面に、放射導体
８２と接地導体８３とを短絡する銅の金属導体膜よりな
る所定の幅の短絡導体８４を被着形成する。また、この
逆Ｆアンテナ８０に給電するために、放射導体８２の所
定の位置より基板８１の側面に延長して給電用導体８５
を設ける。このような逆Ｆアンテナ８０を使用する際に
は、基板８１の下面の接地導体８３を、例えば携帯電話
機の金属シャーシに接触するように載置して、受信専用
アンテナとして使用する。この場合、逆Ｆアンテナ８０
はマイクロストリップ型の逆Ｆアンテナとして動作す
る。なお、このような逆Ｆアンテナにおいては、放射導
体のインダクタンス成分をＬ、放射導体と接地導体との
間の容量成分をＣとしたとき、共振周波数ｆは、 ｆ＝１／(２π・（ＬＣ）1/2) の関係が成立し、例えば、逆Ｆアンテナ８０（図１６）
の場合には約８００ＭＨｚの共振周波数となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
の逆Ｆアンテナにおいては、低周波領域まで使用できる
ように共振周波数を低くしようとすると、放射導体と接
地導体との間の容量成分を大きくする必要があるが、そ
のためには、放射導体と接地導体との間隔を非常に狭く
する必要があり、作製の精度を要するという問題があっ
た。
【０００５】また、放射導体と接地導体との間隔の作製
精度の制限から、放射導体と接地導体との間の容量成分
に限界が生じ、共振周波数の可変範囲が狭いという問題
もあった。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、共振周波数を容易に調整でき
るとともに、広帯域化が可能な小型のチップアンテナ、
アンテナ装置及び移動体通信機器を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明のチップアンテナは、セラミックスからな
る複数のシート層を積層してなる基体と、該基体に設け
られる略平板状の放射導体と、前記放射導体に対向する
ように、前記シート層を介して設けられる略平板状の接
地導体と、前記放射導体及び前記接地導体に対向するよ
うに、前記シート層を介して設けられる略平板状のコン
デンサ導体と、前記放射導体と前記接地導体とを接続す
る第１短絡導体と、前記接地導体と前記コンデンサ導体
とを接続する第２短絡導体と、前記放射導体あるいは前
記コンデンサ導体に接続される給電用端子と、前記接地
導体に接続される接地用端子とを備えることを特徴とす
る。
【０００８】また、前記放射導体を複数備え、前記放射
導体のうちの少なくとも１つに給電することを特徴とす
る。
【０００９】本発明のアンテナ装置は、上述のチップア
ンテナと、端部に突起部が延設された備えた実装基板と
からなり、前記突起部の一方主面に前記チップアンテナ
が実装され、前記実装基板の他方主面にグランド電極が
設けられることを特徴とする。
【００１０】また、上述のチップアンテナと、一方主面
に前記チップアンテナが実装されるとともに、他方主面
にグランド電極が設けられる実装基板とからなり、前記
グランド電極は前記チップアンテナが実装される箇所の
近傍に間隙部を備えることを特徴とする。
【００１１】本発明の移動体通信機器は、上述のアンテ
ナ装置を用いたことを特徴とする。
【００１２】本発明のチップアンテナによれば、基体を
構成するシート層を介して放射導体に対向するように略
平板状のコンデンサ導体が設けられるため、放射導体と
コンデンサ導体との間隔、あるいはコンデンサ導体の面
積を調整することにより、チップアンテナのキャパシタ
ンス成分の容量値を容易に調整することができる。
【００１３】本発明のアンテナ装置によれば、実装基板
の端部に突起部を延設したり、グランド電極に間隙部を
設けたりして、チップアンテナを実装した箇所の近傍の
グランド電極の形状を小さくするため、放射導体からの
漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテナ装置の放射
抵抗を大きくすることができる。
【００１４】本発明の移動体通信機器によれば、広帯域
を備えたアンテナ装置や指向性の制御が可能なアンテナ
装置を用いているため、移動体通信機器の広帯域化や指
向性の制御を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は、本発明のチップアンテナに係
る第１の実施例の透視斜視図である。チップアンテナ１
０は、直方体状の基体１１と、基体１１の一方主面上に
設けられる平板状の放射導体１２と、放射導体１２に対
向するように、基体１１の内部の他方主面側に設けられ
る平板状の接地導体１３と、放射導体１２に対向するよ
うに、放射導体１２と接地導体１３との間に設けられる
平板状のコンデンサ導体１４と、放射導体１２と接地導
体１３とを接続するために基体１１の内部に設けられる
第１短絡導体１５と、接地導体１３とコンデンサ導体１
４とを接続するために基体１１の内部に設けられる第２
短絡導体１６と、基体１１の側面から他方主面にかけて
設けられ、放射導体１２に基体１１の内部に設けられた
接続導体１７を介して接続される給電用端子Ｔ１と、基
体１１の側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体
１３に基体１１の側面で接続される接地用端子Ｔ２とを
備えてなる。
【００１６】図２は、図１のチップアンテナ１０を構成
する基体１１の分解斜視図である。基体１１は、酸化バ
リウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電
体セラミックスからなる矩形状のシート層１１１〜１１
５を積層してなる。このうち、シート層１１１上のほぼ
全面には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす
平板状の放射導体１２が、スクリーン印刷、蒸着、ある
いはメッキによって設けられる。
【００１７】また、シート層１１３上の短辺側の一方端
部近傍には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をな
す平板状のコンデンサ導体１４が、スクリーン印刷、蒸
着、あるいはメッキによって設けられる。さらに、シー
ト層１１５上のほぼ全面には、銅あるいは銅合金よりな
り、略矩形状をなす平板状の接地導体１３が、スクリー
ン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられるとと
もに、接地導体１３の一部は、シート層１１５の長辺側
の両端部に引き出されている。
【００１８】また、シート層１１１〜１１４の所定の位
置には、厚み方向に、シート層１１１上の放射導体１２
とシート層１１５上の接地導体１３とを接続するビアホ
ールＶＨ１１が設けられ、このビアホールＶＨ１１が、
図１に示すところの放射導体１２と接地導体１３とを接
続するための第１短絡導体１５となる。
【００１９】さらに、シート層１１３，１１４の所定の
位置には、厚み方向に、シート層１１３上のコンデンサ
導体１４とシート層１１５上の接地導体１３とを接続す
るビアホールＶＨ１２が設けられ、このビアホールＶＨ
１２が、図１に示すところの接地導体１３とコンデンサ
導体１４とを接続するための第２短絡導体１６となる。
【００２０】また、シート層１１１〜１１５の所定の位
置には、厚み方向に、シート層１１１上の放射導体１２
と基体１１の側面から他方主面にかけて設けられる給電
用端子（図示せず）とを接続するビアホールＶＨ１３が
設けられ、このビアホールＶＨ１３が、図１に示すとこ
ろの放射導体１２と給電用端子Ｔ１とを接続するための
接続導体１７となる。
【００２１】そして、シート層１１１〜１１５を積層
し、焼結することにより、その一方主面、あるいは内部
に、放射導体１２、接地導体１３、コンデンサ導体１
４、第１短絡導体１５、第２短絡導体１６及び接続導体
１７を備えた基体１１が形成される。
【００２２】図３乃至図５は、チップアンテナ１０の変
形例の透視斜視図である。図３のチップアンテナ１０ａ
は、直方体状の基体１１ａと、基体１１ａの一方主面上
に設けられる平板状の放射導体１２ａと、放射導体１２
ａに対向するように、基体１１ａの内部の他方主面側に
設けられる平板状の接地導体１３ａと、放射導体１２ａ
に対向するように、放射導体１２ａと接地導体１３ａと
の間に設けられる平板状のコンデンサ導体１４ａと、放
射導体１２ａと接地導体１３ａとを接続するために基体
１１ａの内部に設けられる第１短絡導体１５ａと、接地
導体１３ａとコンデンサ導体１４ａとを接続するために
基体１１ａの内部に設けられる第２短絡導体１６ａと、
基体１１ａの側面から他方主面にかけて設けられ、放射
導体１２ａに基体１１ａの内部に設けられた接続導体１
７ａを介して接続される給電用端子Ｔ１ａと、基体１１
ａの側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体１３
ａに基体１１ａの側面で接続される接地用端子Ｔ２ａと
を備えてなる。
【００２３】図４のチップアンテナ１０ｂは、直方体状
の基体１１ｂと、基体１１ｂの一方主面上に設けられる
平板状のコンデンサ導体１４ｂと、コンデンサ導体１４
ｂに対向するように、基体１１ｂの内部の他方主面側に
設けられる平板状の接地導体１３ｂと、コンデンサ導体
１４ｂに対向するように、接地導体１３ｂとコンデンサ
導体１４ｂとの間に設けられる平板状の放射導体１２ｂ
と、放射導体１２ｂと接地導体１３ｂとを接続するため
に基体１１ｂの内部に設けられる第１短絡導体１５ｂ
と、接地導体１３ｂとコンデンサ導体１４ｂとを接続す
るために基体１１ｂの内部に設けられる第２短絡導体１
６ｂと、基体１１ｂの側面から他方主面にかけて設けら
れ、放射導体１２ｂに基体１１ｂの内部に設けられた接
続導体１７ｂを介して接続される給電用端子Ｔ１ｂと、
基体１１ｂの側面から他方主面にかけて設けられ、接地
導体１３ｂに基体１１ｂの側面で接続される接地用端子
Ｔ２ｂとを備えてなる。
【００２４】図５のチップアンテナ１０ｃは、直方体状
の基体１１ｃと、基体１１ｃの一方主面上に設けられる
平板状のコンデンサ導体１４ｃと、コンデンサ導体１４
ｃに対向するように、基体１１ｃの内部の他方主面側に
設けられる平板状の接地導体１３ｃと、コンデンサ導体
１４ｃに対向するように、接地導体１３ｃとコンデンサ
導体１４ｃとの間に設けられる平板状の放射導体１２ｃ
と、放射導体１２ｃと接地導体１３ｃとを接続するため
に基体１１ｃの内部に設けられる第１短絡導体１５ｃ
と、接地導体１３ｃとコンデンサ導体１４ｃとを接続す
るために基体１１ｃの内部に設けられる第２短絡導体１
６ｃと、基体１１ｃの側面から他方主面にかけて設けら
れ、放射導体１２ｃに基体１１ｃの内部に設けられた接
続導体１７ｃを介して接続される給電用端子Ｔ１ｃと、
基体１１ｃの側面から他方主面にかけて設けられ、接地
導体１３ｃに基体１１ｃの側面で接続される接地用端子
Ｔ２ｃとを備えてなる。
【００２５】特に、図４及び図５のチップアンテナ１０
ｂ，１０ｃは、コンデンサ導体１４ｂ，１４ｃが基体１
１ｂ，１１ｃの一方主面上に設けられるため、コンデン
サ導体１４のトリミングが容易になり、コンデンサ導体
１４の面積をより容易に調整できる。
【００２６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１、図３
乃至図５のチップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃの等価
回路である。チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃの等
価回路は、インダクタンス成分Ｌとキャパシタンス成分
Ｃ１，Ｃ２とで構成され、インダクタンス成分Ｌは放射
導体１２，１２ａ〜１２ｃ及び第１短絡導体１５，１５
ａ〜１５ｃのインダクタンス成分により構成され、キャ
パシタンス成分Ｃ１は放射導体１２，１２ａ〜１２ｃと
接地導体１３，１３ａ〜１３ｃとの間の浮遊容量により
構成され、キャパシタンス成分Ｃ２は放射導体１２，１
２ａ〜１２ｃとコンデンサ導体１４，１４ａ〜１４ｃと
の間の静電容量により構成される。
【００２７】そして、チップアンテナ１０，１０ｂは、
放射導体１２，１２ｂに接続導体１７，１７ｂを介して
給電用端子Ｔ１が接続されるため、放射導体１２，１２
ｂとコンデンサ導体１４，１４ｂとの間の静電容量によ
り構成されるキャパシタンス成分Ｃ２は、図６（ａ）に
示すように、放射導体１２ａ，１２ｃ及び第１短絡導体
１５ａ，１５ｃのインダクタンス成分により構成される
インダクタンス成分Ｌとグランドとの間に形成されるこ
とになる。
【００２８】一方、チップアンテナ１０ａ，１０ｃは、
コンデンサ導体１４ａ，１４ｃに接続導体１７ａ，１７
ｃを介して給電用端子Ｔ１が接続されるため、放射導体
１２ａ，１２ｃとコンデンサ導体１４ａ，１４ｃとの間
の静電容量により構成されるキャパシタンス成分Ｃ２
は、図６（ｂ）に示すように、放射導体１２ａ，１２ｃ
及び第１短絡導体１５ａ，１５ｃのインダクタンス成分
により構成されるインダクタンス成分Ｌと給電源Ｖとの
間に形成されることになる。
【００２９】以上の等価回路（図６（ａ）及び図６
（ｂ））から、コンデンサ導体１４，１４ａ〜１４ｃの
面積を調整することにより、チップアンテナ１０，１０
ａ〜１０ｃのキャパシタンス成分Ｃ２の容量値を容易に
調整することができるため、チップアンテナ１０，１０
ａ〜１０ｃの共振周波数を容易に調整できることが解
る。
【００３０】また、第１短絡導体１５，１５ａ〜１５ｃ
のインダクタンス成分を調整することにより、チップア
ンテナ１０，１０ａ〜１０ｃのインダクタンス成分Ｌの
インダクタンス値を容易に調整することができるため、
チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃを搭載する移動体
通信機器の高周波部などの外部回路とのインピーダンス
整合を容易に図れることも解る。
【００３１】以上の点について、実際に作製した縦５．
０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×高さ３．０ｍｍのチップアン
テナ１０で説明する。図７は、チップアンテナ１０の共
振周波数の変化を示す図である。これは、コンデンサ導
体１４の面積とチップアンテナ１０の共振周波数との関
係を調べたものである。この図から、コンデンサ導体１
４の面積を小さくする、すなわちチップアンテナ１０の
キャパシタンス成分Ｃ２の容量値を小さくするにともな
い、チップアンテナ１０の共振周波数が高くなっている
ことが解る。
【００３２】これは、コンデンサ導体１４の面積を調整
することにより、チップアンテナ１０の共振周波数を容
易に調整できることを示している。加えて、コンデンサ
導体１４をレーザなどによりトリミングすることにより
コンデンサ導体１４の面積を調整すれば、チップアンテ
ナ１０の共振周波数を容易に調整できることも示してい
る。
【００３３】さらに、チップアンテナ１０の共振周波数
におけるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電
圧定在波比）が１．２以下と、良好なアンテナ特性を示
していることも解る。これは、チップアンテナ１０の共
振周波数を調整するためにコンデンサ導体１４の面積を
調整することが、チップアンテナ１０のアンテナ特性に
影響を与えないことを示している。
【００３４】表１に、チップアンテナ１０の特性インピ
ーダンスの変化を示す。これは、短絡導体１４の切断数
とチップアンテナ１０の特性インピーダンスとの関係を
調べたものである。
【００３５】
【表１】
【００３６】この表から、放射導体１２と接地導体１３
とを接続する第１短絡導体１５の切断数を増やす、すな
わちチップアンテナ１０のインダクタンス成分Ｌ（図
６）を構成する第１短絡導体１５のインダクタンス成分
を大きくするにともない、チップアンテナ１０の特性イ
ンピーダンス（Ｚ＝Ｒ＋ｉＸ）において、Ｒ＝５０，Ｘ
＝０、すなわち特性インピーダンスＺが５０（Ω）に近
づいていることが解る。この際、チップアンテナ１０の
共振周波数は、ほとんど変化していない。
【００３７】一般に、チップアンテナ１０を搭載する移
動体通信機器の高周波部などの外部回路の特性インピー
ダンスは５０（Ω）であるため、チップアンテナの特性
インピーダンスが５０（Ω）に近づくことにより、チッ
プアンテナと外部回路とのインピーダンス整合が図れる
こととなる。これは、チップアンテナ１０のインダクタ
ンス成分Ｌのインダクタンス値を調整することにより、
チップアンテナ１０と外部回路とのインピーダンス整合
が容易に図れることを示している。
【００３８】上記のように、第１の実施例のチップアン
テナによれば、基体を構成するシート層を介して放射導
体に対向するように略平板状のコンデンサ導体が設けら
れるため、放射導体とコンデンサ導体との間隔、あるい
はコンデンサ導体の面積を調整することにより、チップ
アンテナのキャパシタンス成分の容量値を容易に調整す
ることができる。したがって、放射導体とコンデンサ導
体との間隔、あるいはコンデンサ導体の面積を調整する
ことにより、チップアンテナの共振周波数を容易に調整
することができる。
【００３９】なお、放射導体とコンデンサ導体との間隔
は、放射導体とコンデンサ導体との間に設けられるシー
ト層の厚みを変えることにより容易に調整できるため、
設計段階での決定が可能である。加えて、コンデンサ導
体の面積も設計段階での決定が可能である。したがっ
て、従来の逆Ｆアンテナではできなかった設計段階でチ
ップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を決定する
ことが可能となり、チップアンテナの共振周波数が設計
値からずれることを防止できる。
【００４０】また、コンデンサ導体が略平板状であるた
め、その面積を大きく変えることができる。したがっ
て、チップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を大
きく変えることができるため、チップアンテナの共振周
波数の可変範囲を広くすることができる。
【００４１】さらに、放射導体と接地導体とを接続する
第１短絡導体のインダクタンス成分を調整することによ
り、チップアンテナの共振周波数を変化させずに、イン
ダクタンス成分のインダクタンス値のみを調整すること
ができる。したがって、チップアンテナと外部回路との
インピーダンス整合を容易に図ることができる。
【００４２】図８は、本発明のチップアンテナに係る第
２の実施例の透視斜視図である。チップアンテナ２０
は、直方体状の基体２１と、基体２１の一方主面上に設
けられる平板状の２つの放射導体２２ａ，２２ｂと、放
射導体２２ａ，２２ｂに対向するように、基体２１の内
部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体２３と、
放射導体２２ａ，２２ｂにそれぞれ対向するように、放
射導体２２ａ，２２ｂと接地導体２３との間に設けられ
る平板状の２つのコンデンサ導体２４ａ，２４ｂと、放
射導体２２ａ，２２ｂと接地導体２３とを接続するため
に基体２１の内部に設けられる第１短絡導体２５ａ，２
５ｂと、接地導体２３とコンデンサ導体２４ａ，２４ｂ
とを接続するために基体２１の内部に設けられる第２短
絡導体２６ａ，２６ｂと、基体２１の側面から他方主面
にかけて設けられ、一方の放射導体２２ａにのみ基体２
１の内部に設けられた接続導体２７を介して接続される
給電用端子Ｔ１と、基体２１の側面から他方主面にかけ
て設けられ、接地導体２３に基体２１の側面で接続され
る接地用端子Ｔ２ｃとを備えてなる。
【００４３】図９は、図８のチップアンテナ２０を構成
する基体２１の分解斜視図である。基体２１は、酸化バ
リウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電
体セラミックスからなる矩形状のシート層２１１〜２１
５を積層してなる。このうち、シート層２１１上の長辺
側の両端部近傍には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩
形状をなす平板状の２つの放射導体２２ａ，２２ｂが、
スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けら
れる。
【００４４】また、シート層２１３上の短辺側の一方端
部近傍には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をな
す平板状の２つのコンデンサ導体２４ａ，２４ｂが、ス
クリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられ
る。さらに、シート層２１５上のほぼ全面には、銅ある
いは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状の接地導体
２３が、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによっ
て設けられるとともに、接地導体２３の一部は、シート
層２１５の長辺側の両端部に引き出されている。
【００４５】また、シート層２１２〜２１５の所定の位
置には、厚み方向に、シート層２１５上の放射導体２２
ａ，２２ｂとシート層２１５上の接地導体２３とを接続
するビアホールＶＨ２１ａ，ＶＨ２１ｂが設けられ、こ
れらのビアホールＶＨ２１ａ，ＶＨ２１ｂが、図８に示
すところの放射導体２２ａ，２２ｂと接地導体２３とを
接続するための第１短絡導体２５ａ，２５ｂとなる。
【００４６】さらに、シート層２１３，２１４の所定の
位置には、厚み方向に、シート層２１３上のコンデンサ
導体２４ａ，２４ｂとシート層２１５上の接地導体２３
とを接続するビアホールＶＨ２２ａ，ＶＨ２２ｂが設け
られ、これらのビアホールＶＨ２２ａ，ＶＨ２２ｂが、
図８に示すところの接地導体２３とコンデンサ導体２４
ａ，２４ｂとを接続するための第２短絡導体２６ａ，２
６ｂとなる。
【００４７】また、シート層２１１〜２１５の所定の位
置には、厚み方向に、シート層２１１上の一方の放射導
体２２ａと基体２１の側面から他方主面にかけて設けら
れる給電用端子（図示せず）とを接続するビアホールＶ
Ｈ２３が設けられ、このビアホールＶＨ２３が、図８に
示すところの放射導体２２と給電用端子Ｔ１とを接続す
るための接続導体２７となる。
【００４８】そして、シート層２１１〜２１５を積層
し、焼結することにより、その一方主面、あるいは内部
に、２つの放射導体２２ａ，２２ｂ、接地導体２３、２
つのコンデンサ導体２４ａ，２４ｂ、第１短絡導体２５
ａ，２５ｂ及び第２短絡導体２６ａ，２６ｂを備えた基
体２１が形成される。
【００４９】図１０は、チップアンテナ２０の周波数特
性を示す図である。なお、図１０中で、実線はチップア
ンテナ２０（図８）、破線は比較のためのチップアンテ
ナ１０（図１）である。この図から、チップアンテナ２
０は、チップアンテナ１０と比較して２つの共振周波数
及び広帯域幅を有することが解る。例えば、ＶＳＷＲ＜
３における帯域幅を比較すると、チップアンテナ１０
（図１）は約１１３．９ＭＨｚであるのに対して、チッ
プアンテナ２０（図８）は約２０９．８ＭＨｚとなり８
５（％）程度、帯域幅が広くなっている。
【００５０】さらに、チップアンテナ１０と同様に、共
振周波数におけるＶＳＷＲが１．２以下と、良好なアン
テナ特性を示していることも解る。
【００５１】上記のように、第２の実施例のチップアン
テナによれば、２つの放射導体を備え、一方の放射導体
のみを給電用端子に接続することにより、一方の放射導
体のみに給電しているため、一方の放射導体の近傍に強
い電界が発生し、その電界により他方の放射導体に電流
を流すことが可能となる。
【００５２】この結果、他方の放射導体に流れる電流に
より、一方の放射導体と他方の放射導体とが同時に共振
し、一方の放射導体に給電するだけでチップアンテナが
複数の共振周波数を有することとなり、それにともない
広帯域幅を有することが可能となる。
【００５３】また、１つの放射導体にのみ給電している
ため、給電に必要となる電圧の低電圧化を実現すること
ができる。
【００５４】図１１は、本発明のアンテナ装置に係る第
１の実施例の透視下面図である。アンテナ装置３０は、
図１のアンテナ装置１０あるいは図８のアンテナ装置２
０と、端部に突起部３１が延設された実装基板３２とか
らなる。突起部３１の一方主面、すなわち、実装基板３
２の一方主面と同一の面にはチップアンテナ１０が実装
され、実装基板３２の他方主面にはグランド電極３３が
設けられる。
【００５５】図１２は、本発明のアンテナ装置に係る第
２の実施例の透視下面図である。アンテナ装置４０は、
図１のアンテナ装置１０あるいは図８のアンテナ装置２
０と、一方主面にチップアンテナ１０が実装され、他方
主面にグランド電極４１が設けられる実装基板４２とか
らなる。実装基板４２の他方主面に設けられるグランド
電極４１は、チップアンテナ１０が実装される箇所の近
傍にグランド電極４１を設けない部分である略L字状の
間隙部４３を備える。
【００５６】図１３は、本発明のアンテナ装置に係る第
３の実施例の透視下面図である。アンテナ装置５０は、
図１のアンテナ装置１０あるいは図８のアンテナ装置２
０と、一方主面にチップアンテナ１０が実装され、他方
主面にグランド電極５１が設けられる実装基板５２とか
らなる。実装基板５２の他方主面に設けられるグランド
電極５１は、チップアンテナ１０が実装される箇所の近
傍に幅広の略矩形状の間隙部５３を備える。すなわち、
第２の実施例のアンテナ装置４０と比較して、実装基板
５２の他方主面に設けられるグランド電極５１が備える
間隙部５３の面積が大きくなっている。
【００５７】表２は、上述の第１〜第３の実施例のアン
テナ装置３０〜５０において図１のチップアンテナ１０
を用いた場合の帯域幅である。この表２において、比較
例は他方主面全面にグランド電極を設けた矩形状の実装
基板の一方主面に図１のチップアンテナ１０を実装した
ものである。
【００５８】
【表２】
【００５９】この結果から、チップアンテナを実装した
箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくする、すなわ
ちグランド電極を小さくするにともない、アンテナ装置
の帯域幅が広くなっていることが理解される。
【００６０】すなわち、比較例、チップアンテナが実装
される箇所の近傍に略L字状の間隙部を設けたアンテナ
装置４０、チップアンテナが実装される箇所の近傍に幅
広の略矩形状の間隙部を設けたアンテナ装置５０、実装
基板の端部に突起部を設け、その突起部にチップアンテ
ナを実装したアンテナ装置３０の順で広帯域になってい
る。
【００６１】表３は、上述の第１〜第３の実施例のアン
テナ装置３０〜５０において図８のチップアンテナ２０
を用いた場合の帯域幅である。この表３において、比較
例は他方主面全面にグランド電極を設けた矩形状の実装
基板の一方主面に図８のチップアンテナ２０を実装した
ものである。
【００６２】
【表３】
【００６３】この結果からも、チップアンテナを実装し
た箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするにとも
ない、アンテナ装置の帯域幅が広くなっていることが理
解される。
【００６４】すなわち、比較例、チップアンテナが実装
される箇所の近傍に略L字状の間隙部を設けたアンテナ
装置４０、チップアンテナが実装される箇所の近傍に幅
広の略矩形状の間隙部を設けたアンテナ装置５０、実装
基板の端部に突起部を設け、その突起部にチップアンテ
ナを実装したアンテナ装置３０の順で広帯域になってい
る。
【００６５】これらの理由は、以下のように説明するこ
とができる。実装基板の端部に突起部を延設したり、グ
ランド電極に間隙部を設けたりすることにより、チップ
アンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状が
小さくなる。
【００６６】したがって、放射導体からの漏れ電磁波が
多くなり、アンテナ装置の放射抵抗が大きくなるため、
アンテナ装置の入力インピーダンスをアンテナ装置が搭
載される移動体通信機器の特性インピーダンスに整合さ
せる際には、整合素子であるチップアンテナの第１短絡
導体のインダクタンス成分Ｌを大きくする必要がある。
【００６７】その結果、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／
Ｌ）1/2）が小さくなり、周波数特性が広くなるため、
Ｑの小さい第１短絡導体を備えるチップアンテナからな
るアンテナ装置の帯域幅が広くなる。
【００６８】表４は、上述の第２の実施例のアンテナ装
置４０において、略L字状の間隙部の縦方向ａ及び横方
向ｂの長さを変化させた際の帯域幅である。
【００６９】
【表４】
【００７０】この結果から、間隙部の大きさを大きく
し、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電
極の形状を小さくするにともない、アンテナ装置の帯域
幅が広くなっていることが理解される。この理由は、上
述した表２及び表３の場合の説明と同様である。
【００７１】図１４は、アンテナ装置を構成する実装基
板のグランド電極上の電流分布を示す一部透視下面図で
ある。なお、図１４（ａ）は、図１２のアンテナ装置４
０において、グランド電極４１の間隙部４３のＶを２２
ｍｍ、Ｗを２ｍｍにした場合であり、図１４（ｂ）は、
比較のためにグランド電極４１に間隙部４３を設けな
い、すなわちベタ電極の場合である。また、図１４
（ａ）及び図１４（ｂ）において、矢印の方向は電流の
方向を、長さは電流の大きさを示す。
【００７２】この結果から、グランド電極４１に間隙部
４３を設けない場合（図１４（ｂ））には、チップアン
テナ１０，２０の長手方向に対してほぼ平行に電流が分
布するのに対して、グランド電極４１に間隙部４３を設
ける場合（図１４（ａ））には、チップアンテナ１０，
２０の実装位置と間隙部４３を介して反対側の箇所で、
チップアンテナ１０，２０の長手方向に対してほぼ垂直
に電流が分布することが解る。
【００７３】これは、グランド電極４１に間隙部４３を
設けることにより、アンテナ装置４０を構成する実装基
板４２のグランド電極４１上の電流分布が変化している
ことを示している。
【００７４】このことから、グランド電極４１に間隙部
４３を設けることにより、アンテナ装置４０を構成する
実装基板４２のグランド電極４１上の電流分布を制御す
ることができ、その結果、アンテナ装置４０の指向性を
制御することが可能となる。ちなみに、図１４（ａ）の
アンテナ装置の場合には、アンテナ装置の指向性を測定
すると、チップアンテナ１０，２０の長手方向に対して
垂直な方向の偏波が強くなり、水平な方向の偏波が弱く
なっていることが解った。
【００７５】なお、アンテナ装置を構成する実装基板の
グランド電極上の電流分布を制御することは、図１１の
ように突起部を設けたアンテナ装置３０や図１３のよう
に幅広の略矩形状の間隙部を設けたアンテナ装置５０に
おいても同様にできる。その結果、アンテナ装置３０，
５０においても同様に指向性を制御することが可能であ
る。
【００７６】上述の第１〜第３の実施例のアンテナ装置
によれば、実装基板の端部に突起部を延設したり、グラ
ンド電極に間隙部を設けたりして、チップアンテナを実
装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするた
め、放射導体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、
アンテナ装置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００７７】したがって、アンテナ装置の入力インピー
ダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特
性インピーダンスに整合させる際に、整合素子であるチ
ップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌが
大きくなるため、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）
1/2）が小さくなり、アンテナ装置の帯域幅を広くする
ことができる。その結果、このアンテナ装置を搭載した
移動体通信機器の広帯域化をを実現することができる。
【００７８】また、アンテナ装置を構成する実装基板に
突起部を設けたり、実装基板のグランド電極に間隙部を
設けることにより、実装基板のグランド電極上の電流分
布を制御することができるため、アンテナ装置の指向性
を制御することが可能となる。その結果、このアンテナ
装置を搭載した移動体通信機器の指向性の制御を実現す
ることができる。
【００７９】さらに、他方主面にグランド電極を設けた
実装基板を備えるため、グランド電極側から近づく人体
等のアンテナ特性への影響を抑えることができる。
【００８０】なお、第１及び第２の実施例のチップアン
テナでは、基体が酸化バリウム、酸化アルミニウム、シ
リカを主成分とする誘電体セラミックスにより構成され
る場合について説明したが、基体は誘電体セラミックス
に限定されるものではなく、酸化チタン、酸化ネオジウ
ムを主成分とする誘電体セラミックス、ニッケル、コバ
ルト、鉄を主成分とする磁性体セラミックス、あるいは
誘電体セラミックスと磁性体セラミックスの組み合わせ
でもよい。
【００８１】また、放射導体、コンデンサ導体及び接地
導体が略矩形状をなす場合について説明したが、この形
状に限定されるものではなく、略円形状、略楕円形状、
あるいは多角形状など平板状であれば同様の効果が得ら
れる。
【００８２】さらに、放射導体及びコンデンサ導体のい
ずれか一方が、基体の内部に設けられる場合について説
明したが、放射導体及びコンデンサ導体の両方が基体の
内部に設けられる場合でも同様の効果が得られる。
【００８３】また、接地導体が、基体の内部に設けられ
る場合について説明したが、接地導体が基体の他方主面
上に設けられる場合でも同様の効果が得られる。
【００８４】さらに、第１及び第２短絡導体が、基体の
内部に設けられる場合について説明したが、基体の主面
や側面に設けられる場合でも同様の効果が得られる。
【００８５】また、第２の実施例のチップアンテナで
は、給電用端子が放射導体に接続される場合について説
明したが、第１の実施例の変形例のように、給電用端子
がコンデンサ導体に接続される場合でも同様の効果が得
られる。
【００８６】さらに、２つの放射導体が基体の一方主面
上に設けられる場合について説明したが、放射導体は複
数備えていればよく、放射導体が増えるにしたがい、そ
の数に応じて共振周波数を備えることができるため、よ
り広帯域幅を有するチップアンテナを実現することがで
きる。
【００８７】また、複数の放射導体に給電しても広帯域
幅は実現できるが、給電する放射導体の数を少なくした
方が給電に必要となる電圧の低電圧化がより顕著にな
る。
【００８８】さらに、第２の実施例のアンテナ装置で
は、間隙部の形状が、チップアンテナが搭載されていな
い方向に屈曲している略Ｌ字状である場合について説明
したが、間隙部４３ａ，４３ｂの形状が、チップアンテ
ナ１０が搭載されている方向に屈曲している略Ｌ字状
（図１５（ａ））や、略Ｊ字状（図１５（ｂ））であっ
ても同様の効果が得られる。
【００８９】
【発明の効果】請求項１のチップアンテナによれば、基
体を構成するシート層を介して放射導体に対向するよう
に略平板状のコンデンサ導体が設けられるため、放射導
体とコンデンサ導体との間隔、あるいはコンデンサ導体
の面積を調整することにより、設計段階でチップアンテ
ナのキャパシタンス成分の容量値を容易に調整すること
ができる。したがって、設計段階で、チップアンテナの
共振周波数を容易に調整することができるとともに、チ
ップアンテナの共振周波数が設計値よりずれることを防
止できる。
【００９０】また、コンデンサ導体が略平板状であるた
め、その面積を大きく変化させることができる。したが
って、チップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を
大きく変化させることができるため、チップアンテナの
共振周波数の可変範囲を広くすることができる。
【００９１】さらに、放射導体と接地導体とを接続する
第１短絡導体のインダクタンス成分を調整することによ
り、チップアンテナの共振周波数を変化させずに、イン
ダクタンス成分のインダクタンス値のみを調整すること
ができる。したがって、チップアンテナと外部回路との
インピーダンス整合を容易に図ることができる。
【００９２】請求項２のチップアンテナによれば、複数
の放射導体を備え、そのうちの少なくとも１つの放射導
体に給電しているため、給電される放射導体の近傍に強
い電界が発生し、その電界により給電されない放射導体
に電流を流すことが可能となる。
【００９３】この結果、給電されない放射導体に流れる
電流により、給電される放射導体と給電されない放射導
体とが同時に共振し、少なくとも１つの放射導体に給電
するだけでチップアンテナが複数の共振周波数を有する
こととなり、それにともない広帯域幅を有することが可
能となる。
【００９４】請求項３のアンテナ装置によれば、実装基
板の端部に突起部を延設し、チップアンテナを実装した
箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするため、放
射導体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテ
ナ装置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００９５】したがって、アンテナ装置の入力インピー
ダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特
性インピーダンスに整合させる際に、整合素子であるチ
ップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌが
大きくなるため、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）
1/2）が小さくなり、アンテナ装置の帯域幅を広くする
ことができる。
【００９６】また、アンテナ装置を構成する実装基板に
突起部を設けることにより、実装基板のグランド電極上
の電流分布を制御することができるため、アンテナ装置
の指向性を制御することが可能となる。
【００９７】さらに、他方主面にグランド電極を設けた
実装基板を備えるため、グランド電極側から近づく人体
等のアンテナ特性への影響を抑えることができる。
【００９８】請求項４のアンテナ装置によれば、グラン
ド電極に間隙部を設け、チップアンテナを実装した箇所
の近傍のグランド電極の形状を小さくするため、放射導
体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテナ装
置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００９９】したがって、アンテナ装置の入力インピー
ダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特
性インピーダンスに整合させる際に、整合素子であるチ
ップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌが
大きくなるため、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）
1/2）が小さくなり、アンテナ装置の帯域幅を広くする
ことができる。
【０１００】また、アンテナ装置を構成する実装基板の
グランド電極に間隙部を設けることにより、実装基板の
グランド電極上の電流分布を制御することができるた
め、アンテナ装置の指向性を制御することが可能とな
る。
【０１０１】さらに、他方主面にグランド電極を設けた
実装基板を備えるため、グランド電極側から近づく人体
等のアンテナ特性への影響を抑えることができる。
【０１０２】請求項５の移動体通信機器によれば、広帯
域を備えたアンテナ装置や指向性の制御が可能なアンテ
ナ装置を用いているため、移動体通信機器の広帯域化や
指向性の制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチップアンテナに係る第１の実施例の
透視斜視図である。
【図２】図１のチップアンテナを構成する基体の分解斜
視図である。
【図３】図１のチップアンテナの変形例を示す透視斜視
図である。
【図４】図１のチップアンテナの別の変形例を示す透視
斜視図である。
【図５】図１のチップアンテナのさらに別の変形例を示
す透視斜視図である。
【図６】（ａ）図１及び図４のチップアンテナの等価回
路、（ｂ）図３及び図５のチップアンテナの等価回路を
示す回路図である。
【図７】図１のチップアンテナの共振周波数の変化を示
す図である。
【図８】本発明のチップアンテナに係る第２の実施例の
透視斜視図である。
【図９】図８のチップアンテナを構成する基体の分解斜
視図である。
【図１０】図８のチップアンテナの共振周波数を示す図
である。
【図１１】本発明のアンテナ装置に係る第１の実施例の
透視下面図である。
【図１２】本発明のアンテナ装置に係る第２の実施例の
透視下面図である。
【図１３】本発明のアンテナ装置に係る第３の実施例の
透視下面図である。
【図１４】アンテナ装置を構成する実装基板のグランド
電極上の電流分布を示す一部透視下面図である。
【図１５】図１２のアンテナ装置の（ａ）変形例、
（ｂ）別の変形例の透視下面図である。
【図１６】従来の逆Ｆアンテナの透視斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｃ，２０ チップアンテナ １１，１１１〜１１３，２１ 基体 １２，１２ａ〜１２ｃ，２２ａ，２２ｂ 放射導体 １３，２３ 接地導体 １４，１４ａ〜１４ｃ，２４ａ，２４ｂ コンデン
サ導体 １５，１５ａ〜１５ｃ，２５ａ，２５ｂ 第１短絡
導体 １６，１６ａ〜１６ｃ，２６ａ，２６ｂ 第２短絡
導体 ３０，４０，５０ アンテナ装置 ３１ 突起部 ３２，４２，５２ 実装基板 ３３，４１，５１ グランド電極 ４３，５３ 間隙部 Ｔ１ 給電用端子 Ｔ２ 接地用端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末定 剛 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 4E351 AA07 BB03 BB17 BB22 BB24 BB31 BB32 BB33 BB35 BB49 CC02 CC06 CC11 FF01 FF02 FF04 GG06 GG20 5J045 AA01 AA02 AB05 CA01 DA08 DA10 EA08 FA02 GA02 GA05 HA03 LA01 MA07 NA01 5J046 AA01 AA07 AB03 PA07 5K011 AA06 DA02 JA01 KA18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミックスからなる複数のシート層を
    積層してなる基体と、該基体に設けられる略平板状の放
    射導体と、前記放射導体に対向するように、前記シート
    層を介して設けられる略平板状の接地導体と、前記放射
    導体及び前記接地導体に対向するように、前記シート層
    を介して設けられる略平板状のコンデンサ導体と、前記
    放射導体と前記接地導体とを接続する第１短絡導体と、
    前記接地導体と前記コンデンサ導体とを接続する第２短
    絡導体と、前記放射導体あるいは前記コンデンサ導体に
    接続される給電用端子と、前記接地導体に接続される接
    地用端子とを備えることを特徴とするチップアンテナ。
  2. 【請求項２】 前記放射導体を複数備え、前記放射導体
    のうちの少なくとも１つに給電することを特徴とする請
    求項１に記載のチップアンテナ。
  3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載のチッ
    プアンテナと、端部に突起部が延設された備えた実装基
    板とからなり、前記突起部の一方主面に前記チップアン
    テナが実装され、前記実装基板の他方主面にグランド電
    極が設けられることを特徴とするアンテナ装置。
  4. 【請求項４】 請求項１あるいは請求項２に記載のチッ
    プアンテナと、一方主面に前記チップアンテナが実装さ
    れるとともに、他方主面にグランド電極が設けられる実
    装基板とからなり、前記グランド電極は前記チップアン
    テナが実装される箇所の近傍に間隙部を備えることを特
    徴とするアンテナ装置。
  5. 【請求項５】 請求項３あるいは請求項４に記載のアン
    テナ装置を用いたことを特徴とする移動体通信機器。
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