JP2001053536A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents

マイクロストリップアンテナ

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JP2001053536A
JP2001053536A JP11229888A JP22988899A JP2001053536A JP 2001053536 A JP2001053536 A JP 2001053536A JP 11229888 A JP11229888 A JP 11229888A JP 22988899 A JP22988899 A JP 22988899A JP 2001053536 A JP2001053536 A JP 2001053536A
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JP
Japan
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microstrip antenna
electrode
dielectric
dielectric substrate
patch electrode
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JP11229888A
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English (en)
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Tokumasa Ishitobi
徳昌 石飛
Hideaki Shimoda
秀昭 下田
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストでかつ小型化を図ることのできるマ
イクロストリップアンテナを提供する。 【解決手段】 誘電体基板と、誘電体基板の裏面に形成
された接地電極と、誘電体基板の表面に形成されたパッ
チ電極と、裏面の、パッチ電極の中央部に対向する部分
に形成されており、内部に導体層が存在しない凹部とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯電話
機や移動端末等の内蔵アンテナとして用いられるマイク
ロストリップアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話機やGPS等の移動端末に内蔵
されるマイクロストリップアンテナとして、代表的なも
のがλ/2パッチアンテナである。ただし、λは使用周
波数における波長を表している。
【0003】このアンテナは、一辺の長さが約λ/2の
矩形又は円形の導体パターン(パッチパターン)を一方
の面に有し、他方の面に接地導体が設けられた誘電体基
板から主として構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、このような携帯
電話機や移動端末はより小型化することが要求されてお
り、それに伴って内蔵アンテナのさらなる小型化が求め
られている。このような約λ/2のパッチパターン寸法
を有するパッチアンテナを物理的に小型化する一般的な
方法は、誘電率の高い誘電体基板を使用することであ
る。
【0005】しかしながら、高周波の利用に適した低温
度係数を有する誘電体材料の比誘電率は、ε=110
程度が限界であり、従って、パッチアンテナの寸法は、
矩形パッチアンテナではその1つの辺の長さaについて
a=3×10/(f×2×√110)が、円形のパッ
チアンテナではその直径DについてD=(3×10
/(f×1.71×√110)が小型化の限界となって
しまう。これは、使用周波数がf=2.4GHzである
とすると、a=6mmとなる。
【0006】また、このような高誘電率かつ低温度係数
の誘電体材料は、低誘電率の誘電体材料に比してかなり
高価となり、その結果、マイクロストリップアンテナの
製造コストも高くなってしまう。
【0007】従って本発明の目的は、低コストでかつ小
型化を図ることのできるマイクロストリップアンテナを
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、誘電体
基板と、誘電体基板の裏面に形成された接地電極と、誘
電体基板の表面に形成されたパッチ電極と、裏面の、パ
ッチ電極の中央部に対向する部分に形成されており、内
部に導体層が存在しない凹部とを備えたマイクロストリ
ップアンテナが提供される。
【0009】誘電体基板の裏面において、パッチ電極の
中央部に対向する部分に凹部が形成されており、その内
部には導体層が設けられておらず中空状態となってい
る。このため、その凹部が形成されている部分では、導
体及び誘電体が存在せず中空であることからその部分の
キャパシタンスが低減する。パッチ電極では、一般に、
電流の流れる方向に沿って、両端の全長の約1/4の各
部分はキャパシティブな回路素子として動作し、中央の
約1/2の部分はインダクティブな回路素子として動作
する。従って、本発明のように、パッチ電極の電位の低
い中央部のキャパシタンスをより低下させることによっ
て共振周波数を低下させることができる。その結果、マ
イクロストリップアンテナの寸法をより小型化すること
ができる。しかも、その際に、電極間に高価な誘電体層
を用いる必要がなく、低コストの一般的な誘電体材料に
よって形成された誘電体基板を使用するのみでよいた
め、全体の製造コストも低く抑えられる。
【0010】凹部が、電流の流れる方向に沿った軸線に
ついて線対称形状を有していることが好ましい。
【0011】この場合、凹部が、円形状又は長円形状で
あるか、又は矩形形状であるかもしれない。
【0012】凹部が、裏面の、パッチ電極の中央部に対
向する部分に1つ形成されているか、又は複数形成され
ていることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明のマイクロストリッ
プアンテナの一実施形態における構成を概略的に示す斜
視図であり、図2はそのA−A線断面図であり、図3は
その凹部の形状を示す底面図である。
【0014】これらの図において、10は誘電体基板、
11は誘電体基板10の裏面に形成された接地電極、1
2は誘電体基板10の表面に形成されたパッチ電極、1
3は誘電体基板10の裏面に形成された凹部をそれぞれ
示している。
【0015】誘電体基板10は、一般的な誘電体材料、
例えば比誘電率がε=38程度の高周波用セラミック
誘電体材料で形成されている。
【0016】接地電極11及びパッチ電極12は、誘電
体基板10の裏面及び表面に、銅、銀等の金属導体層を
パターニングしてそれぞれ形成されている。具体的に
は、例えば銀等の金属ペーストをパターン印刷して焼き
付けるか、金属パターン層をめっきで形成するか、又は
薄い金属膜をエッチングによりパターニングする等の方
法が適用される。
【0017】凹部13は、誘電体基板10の裏面であっ
て、パッチ電極12の中央部に対向する位置に形成され
ている。本実施形態において、凹部13は、平面形状が
長円形状の盲穴である。
【0018】凹部13の内面、即ちその底面及び側面に
は、導体層が形成されておらず、誘電体が露出した状態
となっている。また、凹部13の内部は、導体材料の全
く存在しない中空状態となっている。
【0019】なお、パッチ電極12のパッチパターン形
状は、本実施形態のように矩形形状に限定されるもので
はなく、三角形状、多角形状又は台形形状であってもよ
いし、その他の種々の形状であってもよい。
【0020】このように、誘電体基板10の裏面におい
て、電流の流れる方向15に沿った軸線上に位置するパ
ッチ電極12の中央部に対向する位置に内部に導体材料
が存在しない凹部13が設けられているので、この凹部
の部分のキャパシタンスが低減する。このように、電位
の低い中央部のキャパシタンスをさらに小さくすること
により、共振周波数を低下させ、マイクロストリップア
ンテナ全体の寸法をより小型化させている。しかも、誘
電体基板10として、高価な誘電体材料を用いる必要が
なく、低コストの一般的な誘電体材料を使用するのみで
よいため、全体の製造コストも低く抑えられる。
【0021】図4は本発明のマイクロストリップアンテ
ナの他の実施形態における凹部の形状を示す底面図であ
る。
【0022】同図に示すように、凹部43が、誘電体基
板40の裏面であって、パッチ電極42の中央部に対向
する位置に形成されている。特に本実施形態において、
凹部43は、平面形状が矩形形状の盲穴である。
【0023】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図1の実施形態の場合と全く同様で
ある。
【0024】図5は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのさらに他の実施形態における凹部の形状を示す底面
図である。
【0025】同図に示すように、複数の凹部からなる凹
部群53が、誘電体基板50の裏面であって、パッチ電
極52の中央部に対向する位置に形成されている。特に
本実施形態において、凹部群53は、平面形状が長円形
状の多数の盲穴から構成されている。
【0026】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図1の実施形態の場合と全く同様で
ある。
【0027】図6は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのまたさらに他の実施形態における凹部の形状を示す
底面図である。
【0028】同図に示すように、複数の凹部からなる凹
部群63が、誘電体基板60の裏面であって、パッチ電
極62の中央部に対向する位置に形成されている。特に
本実施形態において、凹部群63は、平面形状が矩形形
状の多数の盲穴から構成されている。
【0029】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図1の実施形態の場合と全く同様で
ある。
【0030】図7は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのさらに他の実施形態における凹部の形状を示す底面
図である。
【0031】同図に示すように、本実施形態では、パッ
チ電極72のパッチパターンが、縮退分離素子72a及
び72bを設けて上下左右の対称形状をわずかに崩した
形状とし、直交する2つの同じ周波数の共振モードを結
合するように構成されている。このように直交する2つ
の共振モードを結合させて帯域を大幅に拡大させてい
る。
【0032】このように直交する2つの共振モードに対
応するように、誘電体基板70の裏面には、円形状の凹
部73が、パッチ電極72の中央部に対向する位置に形
成されている。
【0033】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図1の実施形態の場合と全く同様で
ある。
【0034】本発明における凹部の形状、寸法、位置及
び数等は、上述した実施形態に限定されるものではな
く、パッチ電極の電流の流れる方向に沿った中央部の一
部、具体的には全長に対して中央の約1/2の部分の少
なくとも一部、より好ましくは全長に対して中央の約1
/2の部分全て、に対向する裏面に形成されていれば、
どのような形状、寸法、位置及び数であってもよい。
【0035】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
【0036】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明では、
誘電体基板の裏面において、パッチ電極の中央部に対向
する部分に凹部が形成されており、その内部には導体層
が設けられておらず中空状態となっている。このため、
その凹部が形成されている部分では、導体誘電体が存在
せず中空であることからその部分のキャパシタンスが低
減する。このように、パッチ電極の電位の低い中央部の
キャパシタンスをより低下させることによって共振周波
数を低下させることができる。その結果、マイクロスト
リップアンテナの寸法をより小型化することができる。
しかも、その際に、電極間に高価な誘電体層を用いる必
要がなく、低コストの一般的な誘電体材料によって形成
された誘電体基板を使用するのみでよいため、全体の製
造コストも低く抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロストリップアンテナの一実施
形態における構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1の実施形態における凹部の形状を示す底面
図である。
【図4】本発明のマイクロストリップアンテナの他の実
施形態における凹部の形状を示す底面図である。
【図5】本発明のマイクロストリップアンテナのさらに
他の実施形態における凹部の形状を示す底面図である。
【図6】本発明のマイクロストリップアンテナのまたさ
らに他の実施形態における凹部の形状を示す底面図であ
る。
【図7】本発明のマイクロストリップアンテナのさらに
他の実施形態における凹部の形状を示す底面図である。
【符号の説明】
10、40、50、60、70 誘電体基板 11 接地電極 12、42、52、62、72 パッチ電極 13、43、73 凹部 53、63 凹部群 15、45、55、65 電流の流れる方向 72a、72b 縮退分離素子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板と、該誘電体基板の裏面に形
    成された接地電極と、該誘電体基板の表面に形成された
    パッチ電極と、前記裏面の、前記パッチ電極の中央部に
    対向する部分に形成されており、内部に導体層が存在し
    ない凹部とを備えたことを特徴とするマイクロストリッ
    プアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記凹部が、電流の流れる方向に沿った
    軸線について線対称形状を有していることを特徴とする
    請求項1に記載のマイクロストリップアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記凹部が、円形状又は長円形状である
    ことを特徴とする請求項2に記載のマイクロストリップ
    アンテナ。
  4. 【請求項4】 前記凹部が、矩形形状であることを特徴
    とする請求項2に記載のマイクロストリップアンテナ。
  5. 【請求項5】 前記凹部が、前記裏面の、前記パッチ電
    極の中央部に対向する部分に1つ形成されていることを
    特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のマイ
    クロストリップアンテナ。
  6. 【請求項6】 前記凹部が、前記裏面の、前記パッチ電
    極の中央部に対向する部分に複数形成されていることを
    特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のマイ
    クロストリップアンテナ。
JP11229888A 1999-08-16 1999-08-16 マイクロストリップアンテナ Withdrawn JP2001053536A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006520563A (ja) * 2003-03-06 2006-09-07 キネテイツク・リミテツド マイクロ波コネクタ、アンテナ、およびその製造方法
JP2007221528A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Brother Ind Ltd 無線タグ及びその製造方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20061107