JP2002076736A - チップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナの実効的な利得及び回線品質を向上
させることが可能なチップアンテナを提供する。 【解決手段】 誘電体４の基体の地導体側に設けた電極
端子３と、前記基体の地導体と反対側の面に設けたアン
テナエレメント５と、前記アンテナエレメント５と前記
電極端子３の間の基体内に設けられた、前記アンテナエ
レメント５に一端が接続され地導体と反対側の面に垂直
な導体エレメント６と、前記導体エレメント６の他端と
前記電極端子３との間に接続された前記アンテナエレメ
ントと平行な延在部分７を有する給電線７、８とから構
成されている。アンテナエレメント５は任意の形状とす
ることが可能であり、アンテナエレメント５と導体エレ
メント６の近傍に他のエレメントを配置する等の変形が
可能である。

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に関
し、特に、無線ＬＡＮや携帯電話用のアンテナに適した
小型、軽量、無調整の高性能偏波特性を有するチップア
ンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や無線ＬＡＮ機器の普及
により、小型、軽量で、簡単に実装ができ、かつ調整の
不要なチップアンテナのニ−ズが高まっている。

【０００３】元来、アンテナは、その放射効率や利得性
能、帯域に重点を置く場合、波長相当、またはそれ以上
の大きさが必要である。かつ、携帯電話や無線ＬＡＮ機
器に実装する場合、アンテナ独自の形状を保持する必要
があったり、周囲の影響をおさえるために、カバ−部分
のプラシチックの厚みを含めて設計する必要があった
り、近傍に不用意に金属などの導体を配置することに制
限が生じることがあった。

【０００４】一方、最近は、ＣＤＭＡやＯＦＤＭなど、
種々フェ−ジングを含み、さまざまな妨害波がある多重
伝搬路環境においても良好な通信が可能なディジタル通
信方式が実用化されるようになってきている。これに伴
い、アンテナは、波長相当の大きさを維持し、上記のよ
うな様々なアンテナの制約を受け入れて無線ＬＡＮ装置
等を設計する必要がなくなり、多少、能率や利得が悪く
ても、小型、軽量で、簡単に実装ができるチップアンテ
ナが用いられるようになってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のような動向によ
って、種々のチップアンテナが発明され、販売されるよ
うになったが、これらは、従来の波長相当の大きさのア
ンテナをチップ大の大きさにすることに特化しすぎてい
て、偏波についての考慮がなされていない。

【０００６】元来多重伝搬路環境では、例えば、垂直偏
波で通信することが前提であっても、実際の通信では、
直交する水平偏波も生じている。これは、携帯電話で話
をするときに、電話を傾けて話すため、アンテナが斜め
になり、実際は垂直と水平の成分が放射されている例
や、無線ＬＡＮ機器の設置に関しても、設置場所の都合
から、やや斜めに傾けて設置されたりする例、あるい
は、多重の伝搬の過程で偏波が回転してしまうなどの例
からも明らかである。そしてこのような条件下では、垂
直以外に、直交する水平偏波も送受できるようなアンテ
ナを用いれば、アンテナの実効的な利得は向上し、おな
じ回線設計であれば、回線品質が向上すると言える。

【０００７】（目的）本発明の目的は、チップアンテナ
でありながら、複数の種類の直線偏波を送信／受信する
ことが可能なチップアンテナを提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、アンテナの実効的な
利得及び回線品質を向上させることが可能なチップアン
テナを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のチップアンテナ
は、誘電体の基体の地導体側に設けた電極端子と、前記
基体の地導体と反対側に前記地導体と平行に設けたアン
テナエレメントと、前記アンテナエレメントと前記電極
端子の間の基体内に設けられ、前記アンテナエレメント
に一端が接続された前記アンテナエレメントに垂直な導
体エレメントと、前記導体エレメントの他端と前記電極
端子の間に設けられ、前記アンテナエレメントと平行な
延在部分を有する給電線と、からなることを特徴とす
る。

【００１０】前記アンテナエレメントは、正方形、長方
形、楕円形、菱形又は平行四辺形の何れかの形状を有す
ることを特徴とする。更に、前記導体エレメントの一端
は、前記給電線の延在部分の延在方向における前記アン
テナエレメントの最大長の中央より端部側において前記
アンテナエレメントと接続されていることを特徴とす
る。

【００１１】前記アンテナエレメントは、前記給電線の
延在部分の延在方向に延びる線状アンテナエレメントで
あることを特徴とし、また、前記線状アンテナエレメン
トの両端部が地導体と平行で互いに反対方向に折れ曲が
っていることを特徴とする。更に、前記導体エレメント
の一端は、前記線状アンテナエレメントの中央より端部
側において前記線状アンテナエレメントと接続されてい
ることを特徴とする。

【００１２】前記アンテナエレメントは、地導体と平行
で互いに一部を交差点する複数の導体の直線部からな
り、前記交差点が前記導体エレメントの一端に接続され
ているか、又は地導体と平行で互いに端部が接続された
複数の導体の直線部からなり、前記接続部が前記導体エ
レメントの一端に接続されていることを特徴とする。

【００１３】また、前記チップアンテナの前記給電線の
延在部分はマイクロストリップラインで構成されている
ことを特徴とする。

【００１４】本発明のチップアンテナは、誘電体の基体
の地導体側に設けた電極端子と、前記基体の地導体と反
対側に前記地導体と平行に設けたアンテナエレメント
と、前記アンテナエレメントと前記電極端子の間の基体
内に設けられ、前記アンテナエレメントに一端が接続さ
れ前記基体に他端が接続された直線状の導体エレメント
と、からなることを特徴とする。

【００１５】前記アンテナエレメントは、正方形、長方
形、楕円形、菱形又は平行四辺形の何れかの形状を有す
ることを特徴とし、前記導体エレメントは前記基体の地
導体及び前記アンテナエレメントと垂直となるように、
前記アンテナエレメント、前記導体エレメント及び前記
電極端子が配置されていることを特徴とする。

【００１６】更に前記チップアンテナは、前記アンテナ
エレメント及び導体エレメントの近傍に、地導体に平行
な直線部分と地導体と垂直な直線部分からなる１乃至４
個のＬ形状の導体エレメント、又は前記アンテナエレメ
ント及び導体エレメントの近傍に、地導体に平行で互い
に直交する直線部の対と地導体に対して垂直な直線部か
らなる１乃至４個の三脚状の導体エレメント、又は前記
アンテナエレメント及び導体エレメントの近傍に、地導
体に平行で弧状の曲線部と該曲線部に一端が接続された
地導体に対して垂直な直線部とからなる導体エレメント
が設けられたことを特徴とする。

【００１７】前記導体エレメントは前記基体の地導体及
び前記アンテナエレメントと垂直となるように、前記ア
ンテナエレメント、前記導体エレメント及び前記電極端
子が配置され、前記アンテナエレメントの近傍に、地導
体と平行な直線部と地導体に対して垂直なＬ形状の直線
部からなり、地導体と平行な２つの直線部が所定角を形
成する導体エレメント、又は前記アンテナエレメントの
近傍に、地導体と平行な直線部と、前記直線部の端部と
接続された地導体と平行でコの字状の導体の直線部から
なる導体エレメントが設られていることを特徴とする。

【００１８】正方形、長方形、楕円形、菱形又は平行四
辺形の何れかの形状を有する前記アンテナエレメントと
地導体の反対側の前記電極端子とは地導体と垂直方向で
互いにずれた位置に配置され、又は、前記電極端子は地
導体側の端部に設けられ、前記アンテナエレメントは地
導体の反対側の対角方向の端部に設けられ、又は前記基
体は直方体でなり、前記電極端子は地導体側の端部に設
けられ、前記アンテナエレメントは地導体の反対側の面
に長軸が対角方向に配置され楕円形に設けられているこ
とを特徴とする。

【００１９】以上のチップアンテナの基体は、複数の誘
電体基板を積層して構成し、前記地導体、前記電極端子
及び前記アンテナエレメントは前記誘電体基板上に形成
される。より具体的には、複数の誘電体基板を積層して
構成し、それぞれの基板の表面、裏面、側面、内部の貫
通穴等に導体パターンを形成し、それら積層して所望の
形状、長さのアンテナ放射エレメントを形成することを
特徴とする。

【００２０】（作用）誘電体の基体の地導体側の電極
と、前記地導体と反対側のアンテナエレメントと、前記
アンテナエレメントと前記電極との間の導体エレメント
とによりアンテナエレメントを構成する。特に、アンテ
ナエレメントと前記導体エレメントとにより複数の直線
偏波成分の電磁波の送信及び受信を可能とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のチップアンテナの一実施
の形態を図１〜図３に示す。図１は、本発明のチップア
ンテナの斜視図を、図２は展開図を、図３は、誘電体基
板を積層して構成する場合の詳細を示す斜視図をそれぞ
れ示す図である。

【００２２】図１に示すように、チップアンテナ１は、
導体よりなる地導体２上の誘電体４の内部または表面
に、電極３、エレメント５、６、給電線７、８を有する
構造となっている。誘電体４が複数の誘電体板で構成さ
れる場合、図３に示すような複数の誘電体板４１〜４６
を積層したものが、図１の誘電体４に相当する。

【００２３】（実施の形態の構成）図１において、チッ
プアンテナ１は、導体よりなる地導体２と、同一平面状
の端部に絶縁されて配置され、導体よりなる電極３と、
誘電体よりなる誘電体４より構成される。誘電体４の表
面及び内部には、導体よりなるエレメント５、６及び、
導体よりなる給電線７、８が配置されている。

【００２４】エレメント５は、誘電体４の上面の中央に
配置した正方形の面状の導体よりなり、その中心から下
方に延びるように導体のエレメント６が接続される。な
お、エレメント５の形状は、正方形以外に、長方形、円
形、楕円形、菱形、平行四辺形などでもよいが、何れの
場合もエレメント５の中心（重心）にエレメント６が接
続される。つまり、長方形、円形、平行四辺形等の場合
には対角線の交点とすることができ、その他の形状では
給電線７の方向及び給電線７の方向と直角方向のいずれ
もの最長距離の中間位置等にエレメントの一端が接続さ
れるように構成することができる。

【００２５】また、エレメント５を配置する位置は、誘
電体４の上面の中央である必要はなく、何れかの角また
は辺にシフトしていてもかまわない。あるいは、端部
（角、辺）に偏っていてもかまわない。

【００２６】エレメント６の下端には、導体よりなる給
電線７が、地導体２と平行となるように配置される。給
電線７の他端は、電極３上部まで延び、そこから導体よ
りなる給電線８により、給電線７と電極３が接続され
る。これらの位置関係は図１及び図２より確認できる。

【００２７】図２は、図１に示すチップアンテナの展開
図であり、前述の構成に基づく各側面から観たエレメン
ト５、６及び給電線７、８の位置関係が示されている。

【００２８】図３は、図１の誘電体４を、複数の誘電体
板４１〜４６を積層して構成した場合の詳細の斜視図で
ある。エレメント５は一番上の誘電体板４１上に配置さ
れている。この成形方法は、例えば、銅箔を貼った誘電
体板４１をエッチングして製造するような方法をとって
もよい。エレメント６は、誘電体板４１〜４４のスルー
ホール穴の内部に配置した導体により接続、構成され
る。給電線７との接続は、誘電体板４５上の導体パター
ンによって行われる。同様に、給電線８は、誘電体板４
５〜４６のスルーホール穴の内部に配置した導体により
接続、構成され、電極３に接続される。

【００２９】図４は、給電線７の代わりに中間の誘電体
板４５上に帯状の形状の給電線７１が配置され、所望の
幅を持つ導体パターンより形成されている場合を示して
いる。これは、給電線７１が幅をもつことにより、所望
のインピーダンスを有するマイクロストリップ線路とし
て動作させるものである。

【００３０】図５は、図１〜図３に示すエレメント５の
代わりに、直線の導体よりなり誘電体上において、地導
体２に平行におかれたエレメント５１を配置した実施の
形態である。この場合、エレメント６はエレメント５１
の中心に接続される。

【００３１】図６は、図５におけるエレメント５１の代
わりに、エレメント５１の両端を折り曲げた構造のエレ
メント５２を配置した実施の形態である。この場合も、
エレメント６はエレメント５２の中心に接続される。

【００３２】図７は、図５におけるエレメント５１の代
わりに、エレメント５１を２つ直交させた構造のエレメ
ント５３を配置した実施の形態である。この場合も、エ
レメント６はエレメント５３の中心に接続される。

【００３３】図８は、図５におけるエレメント５１の代
わりに、エレメント５１を４本、隣接するエレメントが
互いに約４５度の角度で放射状にならべた構造のエレメ
ント５４を配置した実施の形態である。放射状に配置す
る場合、この本数は特に４本である必要はなく、Ｎ本で
よい。従って、Ｎ本の場合は、隣のエレメントとなす角
度は、３６０／Ｎ度となる。この場合も、エレメント６
はエレメント５４の中心に接続される。

【００３４】図９は、図１におけるエレメント５に相当
するエレメント５０１が、中心（重心）よりシフトした
位置でエレメント６の先端と接続されている実施の形態
を示す図である。この場合、エレメント５０１は長方形
で、エレメント６の先端とエレメント５０１上の任意の
位置に接続されている場合を示している。図９におい
て、エレメント５０１は、長方形以外に正方形、菱形、
平行四辺形、台形などでもよいが、いずれの場合もそれ
らの中心または重心以外の任意の場所にエレメント６の
先端が接続されていることを特徴としている。

【００３５】図１０は、図１におけるエレメント５に相
当するエレメント５０２が楕円形で、かつ、楕円形のエ
レメント５０２の中心（重心）よりシフトした位置でエ
レメント６の先端と接続されている実施の形態である。
この場合、エレメント６の先端はエレメント５０２上の
任意の位置に接続されている場合を示している。図１０
において、エレメント５０２は、楕円形以外に円形でも
よいが、いずれの場合もそれらの中心または重心以外の
任意の場所にエレメント６の先端が接続されていること
を特徴としている。

【００３６】図１１は、図１におけるエレメント５に相
当するエレメント５０３が任意の形状で形成された実施
の形態である。

【００３７】図１２は、図５におけるエレメント５１に
相当するエレメントが、中心（２等分点）以外の場所
で、エレメント６の先端と接続点を有するエレメント５
０４を用いた実施の形態である。

【００３８】図１３には、図１２のエレメント５０４の
代わりに用いることのできるエレメント形状を４種示し
ている。これらのエレメント、すなわち、（１）エレメ
ントタイプ１〜（４）エレメントタイプ４は、図１２の
エレメント６とエレメント５０４の組合せの代わりに用
いるものである。

【００３９】図１４は、図１に示す実施の形態に、Ｌ型
形状のエレメント５５を付加したものである。Ｌ型形状
のエレメント５５は、地導体２と平行な直線部と、地導
体２に対して垂直な直線部から構成される。Ｌ型形状の
エレメント５５は、直接的には給電されない構造（導体
などで接続されていない）で、１組み〜４組みの場合が
ある。

【００４０】図１５は、図１４のエレメント５５の代わ
りに、三脚状のエレメント５６を付加したものである。
三脚状のエレメント５６は、地導体２と平行で互いに直
交する直線部の対と、地導体２に対して垂直な直線部か
ら構成される。三脚状のエレメント５６も前記同様、直
接的には給電されない構造（導体などで接続されていな
い）で、１組み〜４組みの場合がある。

【００４１】図１６は、図１５のエレメント５６の代わ
りに、変形した三脚状のエレメント５８を付加したもの
である。変形した三脚状のエレメント５８は、地導体２
と平行なエレメントが弧状になっており、その弧状の任
意の点と、地導体２に対して垂直な直線部を接続して構
成される。変形した三脚状のエレメント５８も前記同
様、直接的には給電されない構造（導体などで接続され
ていない）で、必要に応じて任意の数量を配置する。ま
た、中心に配置されている円形形状のエレメント５７
は、楕円形、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形
などの形状でもよい。

【００４２】図１７は、図１のエレメント５に相当する
エレメント６０を誘電体の上面の端部に配置し、下部の
端部の電極３からのエレメント６１を垂直に伸ばして接
続した構造を有する実施の形態である。

【００４３】図１８は、図１７の実施の形態に、Ｌ型形
状のエレメント６２、６３を付加したものである。Ｌ型
形状のエレメント６２、６３は、地導体２と平行な直線
部と、地導体２に対して垂直な直線部から構成される。
Ｌ型形状のエレメント６２と６３の地導体２と平行な直
線部は、任意の角度を持っているが通常４５度程度とす
るのがよい。Ｌ型形状のエレメント６２、６３は、直接
的には給電されない構造（導体などで接続されていな
い）となっている。

【００４４】図１９は、図１８のＬ型形状のエレメント
６２、６３の代わりに、ル−プ形状のエレメント６４を
付加したものである。ル−プ形状のエレメント６４は、
地導体２と平行でコの字状の線状の導体と、その一端ま
たはコの字状導体状の任意の一点に接続される、地導体
２に対して垂直な直線部導体から構成される。エレメン
ト６４のコの字状の部分は弧状でも問題ない。また、エ
レメント６４は、直接的には給電されない構造（導体な
どで接続されていない）となっている。

【００４５】図２０は、図１で、電極３とエレメント５
を最短距離の直線の導体で斜めに接続するエレメント６
０１を用いた実施の形態である。この場合においても、
エレメント５の形状は、正方形以外に、長方形、菱形、
平行四辺形、台形、円形、楕円形のいずれの形状でもよ
い。

【００４６】図２１は、電極３１を下面の角の端部に配
置し、エレメント５を、上面の、電極３と相対する端部
に配置し、エレメント５と電極３１を接続するエレメン
ト６０２を配置した実施の形態である。

【００４７】図２２は、図２１のエレメント５の形状が
楕円形の場合の実施の形態である。この場合、楕円の長
軸が、電極３とエレメント５の対角の方向と一致してい
る構造となっている。

【００４８】（動作の説明）本発明のチップアンテナの
各実施の形態の電気的動作を以下に説明する。

【００４９】図１において、本チップアンテナの給電
は、電極３と地導体２の間に高周波信号を加えることに
よって行う。地導体２をア−ス側電極とすると、電極３
に加えられた高周波信号は、給電線８から給電線７を経
てエレメント６に給電される。

【００５０】いま、使用する波長の自由空間波長をλ
ｏ、誘電体内での波長をλｇとするとき、エレメント６
の長さは、概ねλｇ／４未満の長さに選定される。

【００５１】給電線７は、エレメント６への高周波信号
の給電を行うが、同時に、この部分からの放射も起こる
ため、エレメント６と給電線７のト−タルの長さを、概
ねλｇ／４〜λｏ／４に選ぶことが多い。

【００５２】エレメント６に給電された高周波信号は、
エレメント６上で電流分布２０１のような励振分布を形
成する。電流分布２０１において、エレメント６の先端
部で零とならないのは、エレメント５が容量性の負荷と
して動作するからである。

【００５３】本実施の形態における電磁波の輻射の原理
はアンテナエレメントで生じる電流分布のアンバランス
分によるものである。これは本発明の図２〜図２２に示
す実施の形態で共通的に利用している。

【００５４】図２３には本発明の電流分布の原理を示し
ている。（Ａ）はエレメン５の中心にエレメント６の先
端（一端）が接続されている場合であり、（Ｂ）は中心
からずれた位置でエレメントの先端（一端）が接続され
ている場合である。（Ａ）のような場合、電流分布は、
中心から放射状に電流が分布する。（Ａ）では代表で４
つの電流分布９０１〜９０４を示しており、これらの分
布によって、放射される電界は、天頂方向（Ｚ軸方向）
で観たとき、ベクトル和が零になる。一方（Ｂ）の場合
では、電流分布９１１と９１３は、大きさが等しく逆向
きの電流のためキャンセルされるが、電流分布９１２と
９１４では、大きさが異なるから電流分布の大きな成分
が生き残る。アンテナエレメントが線状の導体の場合も
基本的には同じである。

【００５５】本実施の形態の図１のケ−スでは、給電線
７の影響により、（Ａ）でいうところの電流分布９０２
と９０４で振幅、位相がキャンセルしない状態になって
いるから、エレメント５上の電流分布は、電流分布２０
２のような励振となる。

【００５６】このように、本来、エレメント５は対称な
形状をしているため、放射状に電流が分布し放射状の電
流の影響がキャンセルされるように考えられるが、給電
線７と平行な部分については、給電線７の影響により大
地（地導体２）との関係が他と異なり、バランスが崩れ
て、電流分布２０２のような電流が励振され放射に寄与
することになる。

【００５７】従って、本アンテナの放射する電界成分
は、エレメント５よりＸ軸に平行な水平偏波成分が、エ
レメント６よりＺ軸に平行な垂直偏波成分が、給電線７
よりＸ軸に平行な水平偏波成分が、それぞれ放射され
る。

【００５８】図４では、図１の給電線７の代わりに給電
線７１が用いられている。給電線７１は、特定の幅をも
っており、マイクロストリップ線路を地導体２との間で
形成するものである。この場合においては、給電線７１
からの放射はほとんどないが、給電線７１の存在によ
り、エレメント５上の電流分布は、前述同様、図１の電
流分布２０２のようになる。従って、この場合でも、ア
ンテナの放射する電界成分は、エレメント５よりＸ軸に
平行な水平偏波成分と、エレメント６よりＺ軸に平行な
垂直偏波成分がそれぞれ放射される。

【００５９】図５は、図１のエレメント５の代わりに、
直線の導体よりなり、地導体２に平行におかれたエレメ
ント５１を配置した場合である。この場合の電流分布
も、前述同様である。この場合、電流はエレメント５１
上にコサイン状に分布するように思えるが、ここでも給
電線７による影響により、エレメント５１上で、エレメ
ント６との接続点の右側と左側では対称な電流分布とな
らず、結局、その差分を考えると、電流分布２０２のよ
うな成分が残る。

【００６０】従って、図５に場合でも、放射する電界成
分は、エレメント５よりＸ軸に平行な水平偏波成分と、
エレメント６よりＺ軸に平行な垂直偏波成分と、給電線
７よりＸ軸に平行な水平偏波成分が、それぞれ放射され
る。

【００６１】図６は、図５におけるエレメント５１の代
わりに、エレメント５１の両端を折り曲げた構造のエレ
メント５２を配置した場合、図７は、図５におけるエレ
メント５１の代わりに、エレメント５１を２つ直交させ
た構造のエレメント５３を配置した場合、図８は、図５
におけるエレメント５１の代わりに、エレメント５１を
４本、約４５度おきに放射状にならべた構造のエレメン
ト５４を配置した場合である。何れも、放射の原理は、
前記図５の場合と同様である。

【００６２】図９は、図１におけるエレメント５に相当
するエレメント５０１が、エレメント５０１の中心（重
心）よりシフトした位置でエレメント６の先端と接続さ
れている場合である。この場合は、エレメント５０１の
中心にエレメント６の先端が接続されているわけではな
いので、必然的にエレメント５０１上にキャンセルされ
ない電流が電流分布２０３として分布することになる。
従って、図９のアンテナの放射する電界成分は、エレメ
ント５０１よりＸ軸に平行な水平偏波成分と、エレメン
ト６よりＺ軸に平行な垂直偏波成分と、給電線７よりＸ
軸に平行な水平偏波成分が、それぞれ放射されることに
なる。特にエレメント５０１において、エレメント６と
の接続点がエレメント５０１の中心（重心）からずれる
ほど、電流分布２０３の振幅は大きくなるので、エレメ
ント５０１より放射される、Ｘ軸に平行な水平偏波成分
が大となる。

【００６３】図１０は、図１におけるエレメント５に相
当するエレメント５０２が楕円形で、かつ、楕円形のエ
レメント５０２の中心（重心）よりシフトした位置でエ
レメント６の先端と接続されている場合である。この場
合の放射のメカニズムも、前述の図９の場合と同様であ
る。

【００６４】なお、図９及び図１０において、エレメン
ト６の先端とエレメント５０１または５０２との中心
（重心）とのズレは、Ｘ軸上においてのズレとして記載
されているが、Ｙ軸方向のズレ、またはＸ−Ｙ平面状で
任意の方向のズレが生じる場合も想定される。すなわ
ち、エレメント５０１または５０２の長軸方向が、Ｘ−
Ｙ平面上で、Ｘ軸から任意の角度¢方向に回転してお
り、¢線上で中心（重心）がシフトしていたとすると、
この軸上の電流が電流分布２０３となる。従って、この
場合の放射電界成分は、¢線に平行な水平偏波成分と、
エレメント６より放射されるＺ軸に平行な垂直偏波成分
と、給電線７より放射されるＸ軸に平行な水平偏波成分
となる。

【００６５】図１１は、図１におけるエレメント５に相
当するエレメント５０３が任意の形状を形成している場
合である。この場合は、エレメント５０３上の電流分布
が一見して予想できないが、例えば、エレメント５０３
上の電流分布で放射を考えたときに、互いにキャンセル
される電流分を取り除き、結果的に、Ｘ−Ｙ平面上で、
Ｘ軸から任意の角度¢方向の線上の電流分布が残ったと
き、放射電界成分は、¢線に平行な水平偏波成分と、エ
レメント６より放射されるＺ軸に平行な垂直偏波成分
と、給電線７より放射されるＸ軸に平行な水平偏波成分
となる。

【００６６】図１２は、図５におけるエレメント５１
が、エレメント５１の中心（２等分点）以外の場所で、
エレメント６の先端と接続点を有するエレメント５０４
を用いた場合である。この場合の放射のメカニズムは、
図９及び図１０と同様である。

【００６７】図１３は、図１２のエレメント５０４の代
わりに用いることのできるエレメント形状を４種示して
いる。これらのエレメント、すなわち、（１）エレメン
トタイプ１〜（４）エレメントタイプ４は、図１２のエ
レメント６とエレメント５０４の組合せの代わりに用い
るものである。この場合の放射のメカニズムは、図１１
の場合と同様である。

【００６８】図１４は、図１の実施の形態に、Ｌ型形状
のエレメント５５を付加したものである。Ｌ型形状のエ
レメントは、地導体２と平行な直線部と、地導体２に対
して垂直な直線部から構成されており、ト−タルの長さ
が概ねλｇ／２〜λｏ／２に選ぶことが多い。エレメン
ト５５は直接的には給電されないが、エレメント５及び
６との相互結合によって高周波信号が励起され、電界を
放射する。この場合、エレメント５５の電界成分は、Ｘ
方向成分、Ｙ方向成分、Ｚ方向成分を有する。

【００６９】図１５は、図１４のエレメント５５の代わ
りに、三脚状のエレメント５６を付加したものである。
三脚状のエレメント５６は、地導体２と平行で互いに直
交する直線部の対と、地導体２に対して垂直な直線部か
ら構成されており、地導体２と平行で互いに直交する直
線部の対のト−タル長さが概ねλｇ／２〜λｏ／２の場
合と、一方の地導体２と平行な直線部と地導体２に対し
て垂直な直線部のト−タルの長さが概ねλｇ／２〜λｏ
／２の場合と、地導体２と平行で互いに直交するそれぞ
れの直線部と地導体２に対して垂直な直線部のト−タル
長さが概ね３λｇ／４〜３λｏ／４の場合とがある。

【００７０】上記の何れの場合においても、エレメント
５６から放射される電界は、これらのエレメントと軸方
向と平行な電界成分を有するため、Ｘ軸方向の水平偏波
成分、Ｙ軸方向の水平偏波成分、Ｚ軸方向の垂直偏波成
分を有する。同時に、エレメント５やエレメント６、給
電線７からの放射も行われる。

【００７１】図１６は、図１５のエレメント５６の代わ
りに、変形した三脚状のエレメント５８を付加し、円形
のエレメント５７を用いた場合である。この場合の放射
の原理は、前記図１５の場合とほぼ同様である。ただ
し、エレメント５８の地導体２と平行で弧状の曲線部か
ら放射される電界は、弧状の曲線部上の電流分布によっ
てきまるため、一義的には決定されない。

【００７２】図１７は、図１のエレメント５に相当する
エレメント６０を端部に配置し、下部の端部の電極３か
らのエレメント６１を垂直に伸ばして接続した場合であ
る。この場合は、一見、エレメント６０上の電流分布は
完全対称のように思えるが、やはりキャンセルされない
アンバランス分を有する。なぜなら、エレメント６０は
誘電体４より形成される直方体の端部に配置されている
からである。すなわち、エレメント６０の左側には、誘
電体部分がないが、右側部分には誘電体が存在する。簡
単に説明するなら、端部の誘電体の有無により、共振周
波数が微妙にずれることが容易に理解できるからであ
る。従って、エレメント６０上のＸ軸方向の電流分布
は、アンバランスが生じ、結果的に、エレメント６０か
らは、Ｘ軸方向の水平偏波成分が放射されることにな
る。また、エレメント６１からは、Ｚ軸方向の垂直偏波
成分が放射される。

【００７３】図１８は、図１７の実施の形態に、Ｌ型形
状のエレメント６２、６３を付加したものである。Ｌ型
形状のエレメント６２、６３は、地導体２と平行な直線
部と、地導体２に対して垂直な直線部から構成されてお
り、それぞれのＬ型形状のエレメント６２または６３の
ト−タルのい長さは、概ねλｇ／２〜λｏ／２に選ぶこ
とが多い。エレメント６２、６３は直接的には給電され
ないが、エレメント６１との相互結合によって高周波信
号が励起され、電界を放射する。この場合、エレメント
６２の放射電界の成分は、地導体２と平行な直線部と平
行な水平偏波成分と、Ｚ軸方向と平行な垂直偏波成分を
有する。これは、エレメント６３についても同様であ
る。同時に、エレメント６０とエレメント６１からの放
射も行われる。

【００７４】図１９は、図１８のＬ型形状のエレメント
６２、６３の代わりに、ル−プ形状のエレメント６４を
付加したものである。ル−プ形状のエレメント６４は、
地導体２と平行でコの字状の線状の導体と、その一端ま
たはコの字状導体状の任意の一点に接続される、地導体
２に対して垂直な直線部導体から構成される。エレメン
ト６４で地導体２と直交する直線部の長さは、概ねλｇ
／４以下の長さに選定される。また、エレメント６４の
ト−タルの長さは、概ねλｇ／２〜λｏ／２の長さ、ま
たはその自然数倍に選定される。エレメント６４からの
放射電界は、Ｘ軸成分およびＹ軸成分の電界を含んでい
る。同時に、エレメント６０とエレメント６１からの放
射も行われる。

【００７５】図２０は、図１で、電極３とエレメント５
を最短距離の直線の導体で斜めに接続するエレメント６
０１を用いた場合である。この場合は、図１の場合と同
様の原理で放射が起こる。即ち、エレメント５の放射
は、エレメント６０１によって生じるエレメント５上の
アンバランスな電流分布２０２により、Ｘ軸方向成分の
水平偏波が、エレメント６０１からの放射は、エレメン
ト６０１と平行な成分の直線偏波、すなわち、Ｘ軸成分
およびＹ軸成分を含む斜め偏波成分が放射される。な
お、エレメント６０１の長さは、概ねλｇ／４〜λｏ／
４に選ばれる。

【００７６】図２１は、前述の電極３の代わりに電極３
１を下面の角の端部に配置し、エレメント５を、上面の
電極３１と相対する端部に配置し、エレメント５と電極
３１を接続するエレメント６０２を配置した場合であ
る。前記同様、エレメント６０２の長さは、概ねλｇ／
４〜λｏ／４に選定される。放射のメカ二ズムについて
も前記同様である。ただし、エレメント６０２からの放
射電界は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分をもっており、かつ、
エレメント５からの放射電界は、エレメント６０２を上
面に投影した軸と平行な電界成分の水平偏波となる。

【００７７】図２２は、図２１のエレメント５の形状が
楕円形の場合の実施の形態である。この場合、図２１の
ものと同様にエレメント６０２の長さは、概ねλｇ／４
〜λｏ／４に選定される。放射のメカ二ズムについても
図２１の場合と同様である。

【００７８】なお、以上の実施の形態においては、図１
４〜１６に示すように絶縁されたエレメントは、アンテ
ナエレメントとして所定の面積を有する実施の形態に適
用した例を示したが、かかるエレメントは、図１７、２
０、２１、２２に示すような実施の形態や、図５〜８、
図１２、１３に示す線状のアンテナエレメントの実施の
形態の場合にも適用することが可能であることは云うま
でもない。

【００７９】

【発明の効果】本発明のチップアンテナによれば、誘電
体の基体の地導体側に電極端子を設け、地導体側と反対
側に所定面積又は線状等の任意形状のアンテナエレメン
トを設け、前記アンテナエレメントと前記電極端子の間
の基体内に、前記アンテナエレメントに一端が接続さ
れ、他端が給電線を介する等により前記電極端子に接続
された導体エレメントとを設けた構成を採用することに
より、以下の効果がある。

【００８０】（１）多様な偏波に対応でき、回線品質を
向上させることが可能である。一般に、チップアンテナ
は無線ＬＡＮや携帯電話用として使用されるが、従来の
チップアンテナは、直線偏波で単一の偏波しか放射でき
ないが、本アンテナは、２種または３種の直線偏波成分
を放射できる。無線ＬＡＮや携帯電話の通信において
は、単一の直線偏波での通信を前提としているが、実際
には、その伝搬環境から直交する直線偏波成分も多数存
在し、両方の偏波を送信／受信できることから回線品質
が向上する。つまり、本発明のチップアンテナでは、ア
ンテナエレメントの配置面の上部からみたとき、Ｘ、
Ｙ、Ｚで示す座標系で、Ｘ方向及びＹ方向の直線偏波を
送信及び受信することが可能であり、アンテナエレメン
トの配置面と平行方向からみたとき導体エレメント６に
よるＺ方向の直線偏波を送信及び受信することが可能で
ある。さらに、それぞれの偏波方向をミックスすること
により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の直線偏波を、能率
よく送信及び受信することが可能なアンテナを構成する
ことができる。

【００８１】（２）チップ状の小型、軽量なアンテナで
ある。つまり、チップ状の小型、軽量なアンテナである
ため、スペ−スの少ない部分でも実装が可能である。ま
た、軽量であるため、実装した装置全体の重量も軽くす
ることができる。さらに、チップ状であることから、Ｓ
ＭＴ実装（表面の自動実装）が可能で、場所を選ばず実
装することができ装置のアンテナ取付の組立コストを安
くすることができる。

【００８２】（３）電極端子、アンテナエレメント、導
体エレメント等の配置構成が簡略化されることから、大
量生産に適し、安価に製造することが可能である。

【００８３】（４）基本的に調整作業が不要であり、調
整の手間を省くことが可能であり、装置の価格を安くで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のチップアンテナの一実施の形態を示
す図である。

【図２】 図１に示すチップアンテナの展開図を示す図
である。

【図３】 誘電体を複数の誘電体板を積層して構成する
例を示す図である。

【図４】 給電線にマイクロストリップを構成する帯状
の導体とした例をす図である。

【図５】 アンテナエレメントを直線状のエレメントで
構成した例を示す図である。

【図６】 アンテナエレメントの両端を折り曲げた線状
のアンテナエレメントで構成した例を示す図である。

【図７】 直線状のエレメントを交差させてアンテナエ
レメントを構成した例を示す図である。

【図８】 複数のエレメントを所定角度で放射状に配置
してアンテナエレメントを構成した例を示す図である。

【図９】 導体エレメントの一端をアンテナエレメント
の端部側に接続した例を示す図である。

【図１０】 楕円形のアンテナエレメントの例を示す図
である。

【図１１】 任意形状のアンテナエレメントの例を示す
図である。

【図１２】 導体エレメントの一端を線状のアンテナエ
レメントの２等分点以外の場所で接続した例を示す図で
ある。

【図１３】 線状のアンテナエレメントの他の４つの形
状の例を示す図である。

【図１４】 Ｌ字形状のエレメントを付加した例を示す
図である。

【図１５】 三脚状のエレメントを付加した例を示す図
である。

【図１６】 変形した三脚状のエレメントを付加した例
を示す図である。

【図１７】 電極端子側からアンテナエレメントに垂直
に導体エレメントを配置した例を示す図である。

【図１８】 Ｌ型形状のエレメントを付加した例を示す
図である。

【図１９】 ループ形状のエレメントを付加した例を示
す図である。

【図２０】 電極端子に対し垂直方向でずれた位置にア
ンテナエレメントを配置し、導体エレメントを最短距離
に配置した例を示す図である。

【図２１】 電極端子を下面の端部に、アンテナエレメ
ントを上面の電極端子と相対する端部に配置し、アンテ
ナエレメントと電極端子との間の導体エレメントを最短
距離に配置した例を示す図である。

【図２２】 アンテナエレメントの形状を楕円形とした
例を示す図である。

【図２３】 アンテナエレメントの電流分布を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ チップアンテナ ２ 地導体 ３ 電極（端子） ４ 誘電体 ５ （アンテナ）エレメント ６ （導体）エレメント ７、８ 給電線 ４１、４２、４３、４４、４５、４６ 誘電体板

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体の基体の地導体側に設けた電極端
   子と、前記基体の地導体と反対側に前記地導体と平行に
   設けたアンテナエレメントと、前記アンテナエレメント
   と前記電極端子の間の基体内に設けられ、前記アンテナ
   エレメントに一端が接続された前記アンテナエレメント
   に垂直な導体エレメントと、前記導体エレメントの他端
   と前記電極端子の間に設けられ、前記アンテナエレメン
   トと平行な延在部分を有する給電線と、からなることを
   特徴とするチップアンテナ。
2. 【請求項２】 前記アンテナエレメントは、正方形、長
   方形、楕円形、菱形又は平行四辺形の何れかの形状を有
   することを特徴とする請求項１記載のチップアンテナ。
3. 【請求項３】 前記導体エレメントの一端は、前記給電
   線の延在部分の延在方向における前記アンテナエレメン
   トの最大長の中央より端部側において前記アンテナエレ
   メントと接続されていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載のチップアンテナ。
4. 【請求項４】 前記アンテナエレメントは、前記給電線
   の延在部分の延在方向に延びる線状アンテナエレメント
   であることを特徴とする請求項１記載のチップアンテ
   ナ。
5. 【請求項５】 前記線状アンテナエレメントの両端部が
   地導体と平行で互いに反対方向に折れ曲がっていること
   を特徴とする請求項４記載のチップアンテナ。
6. 【請求項６】 前記導体エレメントの一端は、前記線状
   アンテナエレメントの中央より端部側において前記線状
   アンテナエレメントと接続されていることを特徴とする
   請求項４又は５記載のチップアンテナ。
7. 【請求項７】 前記アンテナエレメントは、地導体と平
   行で互いに一部を交差点する複数の導体の直線部からな
   り、前記交差点が前記導体エレメントの一端に接続され
   ていることを特徴とする請求項１記載のチップアンテ
   ナ。
8. 【請求項８】 前記アンテナエレメントは、地導体と平
   行で互いに端部が接続された複数の導体の直線部からな
   り、前記接続部が前記導体エレメントの一端に接続され
   ていることを特徴とする請求項１記載のチップアンテ
   ナ。
9. 【請求項９】 前記給電線の延在部分はマイクロストリ
   ップラインで構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項８の何れか１つの請求項記載のチップアンテ
   ナ。
10. 【請求項１０】 誘電体の基体の地導体側に設けた電極
    端子と、前記基体の地導体と反対側に前記地導体と平行
    に設けたアンテナエレメントと、前記アンテナエレメン
    トと前記電極端子の間の基体内に設けられ、前記アンテ
    ナエレメントに一端が接続され前記基体に他端が接続さ
    れた直線状の導体エレメントと、からなることを特徴と
    するチップアンテナ。
11. 【請求項１１】 前記アンテナエレメントは、正方形、
    長方形、楕円形、菱形又は平行四辺形の何れかの形状を
    有することを特徴とする請求項１０記載のチップアンテ
    ナ。
12. 【請求項１２】 前記導体エレメントは前記基体の地導
    体及び前記アンテナエレメントと垂直となるように、前
    記アンテナエレメント、前記導体エレメント及び前記電
    極端子が配置されていることを特徴とする請求項１０又
    は１１記載のチップアンテナ。
13. 【請求項１３】 前記アンテナエレメント及び導体エレ
    メントの近傍に、地導体に平行な直線部分と地導体と垂
    直な直線部分からなる１乃至４個のＬ形状の導体エレメ
    ントが設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項
    １２の何れか１つの請求項記載のチップアンテナ。
14. 【請求項１４】 前記アンテナエレメント及び導体エレ
    メントの近傍に、地導体に平行で互いに直交する直線部
    の対と地導体に対して垂直な直線部からなる１乃至４個
    の三脚状の導体エレメントが設けられたことを特徴とす
    る請求項１乃至請求項１２の何れか１つの請求項記載の
    チップアンテナ。
15. 【請求項１５】 前記アンテナエレメント及び導体エレ
    メントの近傍に、地導体に平行で弧状の曲線部と該曲線
    部に一端が接続された地導体に対して垂直な直線部とか
    らなる導体エレメントが設けられたことを特徴とする請
    求項１乃至請求項１２の何れか１つの請求項記載のチッ
    プアンテナ。
16. 【請求項１６】 前記アンテナエレメントの近傍に、地
    導体と平行な直線部と地導体に対して垂直なＬ形状の直
    線部からなり、地導体と平行な２つの直線部が所定角を
    形成する導体エレメントが設けられたことを特徴とする
    請求項１２記載のチップアンテナ。
17. 【請求項１７】 前記アンテナエレメントの近傍に、地
    導体と平行な直線部と、前記直線部の端部と接続された
    地導体と平行でコの字状の導体エレメントが設られたこ
    とを特徴とする請求項１２記載のチップアンテナ。
18. 【請求項１８】 前記アンテナエレメントは地導体の反
    対側の前記電極端子とは地導体と垂直方向で互いにずれ
    た位置に配置されていることを特徴とする請求項１１記
    載のチップアンテナ。
19. 【請求項１９】 前記基体は直方体でなり、前記電極端
    子は地導体側の端部に設けられ、前記アンテナエレメン
    トは地導体の反対側の対角方向の端部に設けられている
    ことを特徴とする請求項１１記載のチップアンテナ。
20. 【請求項２０】 前記基体は直方体でなり、前記電極端
    子は地導体側の端部に設けられ、前記アンテナエレメン
    トは地導体の反対側の面に長軸が対角方向に配置され楕
    円形に設けられていることを特徴とする請求項１１記載
    のチップアンテナ。
21. 【請求項２１】 前記基体は、複数の誘電体基板を積層
    して構成し、前記地導体、前記電極端子及び前記アンテ
    ナエレメントは前記誘電体基板上に形成されていること
    を特徴とする請求項１乃至請求項２０の何れか１つの請
    求項記載のチップアンテナ。