JP2002217628A

JP2002217628A - 小型アンテナ

Info

Publication number: JP2002217628A
Application number: JP2001007798A
Authority: JP
Inventors: Isao Tomomatsu; 功友松; Masayuki Isawa; 正幸石和
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化を図りながら共振周波数を目的とする値
まで下げることができると共に広い周波数帯域が得られ
る小型アンテナを提供する。【解決手段】ミアンダ形状に形成されたアンテナ導体１
１の周囲部分に高誘電材を誘電体チップ１２を形成す
る。この誘電体チップ１２は、中間部分に空間部１３を
形成し、上下面を開口する。すなわち、アンテナ導体１
１の中間部の少なくとも１ヶ所以上が空間部１３に位置
するように誘電体チップ１２により保持し、上記空間部
１３に位置するアンテナ導体１１の周囲に誘電率εが
「１」である空気が介在されるようにする。また、上記
アンテナ導体１１の一端は誘電体チップ１２から突出し
て位置させ、給電端子１４を構成する。上記誘電体チッ
プ１２の空間部１３の開口面には、必要に応じて蓋体１
５を装着する。

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、
携帯情報端末や無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワー
ク）などに使用される小型アンテナに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話などに使用される小型ア
ンテナとしては、例えば図１１、図１２に示すチップア
ンテナ１が一般に知られている。

【０００３】図１１に示すチップアンテナ１は、誘電材
により形成した直方体の基体２上にミアンダ状のアンテ
ナ導体３を設けたものである。上記アンテナ導体３は、
例えば銅あるいは銅合金を使用し、基体２上に印刷、蒸
着、貼り合わせ、あるいはメッキすることにより形成し
たもので、その一端が給電端子４となっている。

【０００４】また、図１２に示すチップアンテナ１は、
ミアンダ状のアンテナ導体３を誘電材により形成された
基体２中に埋め込んだものである。このチップアンテナ
１は、図１３に示すように基体２が３層のシート層２
ａ、２ｂ、２ｃからなり、中央に位置するシート層２ｂ
の表面にアンテナ導体３を印刷、蒸着、メッキ等の手段
により設けた後、上記シート層２ａ、２ｂ、２ｃを積層
することにより形成している。上記基体２は、図１１あ
るいは図１２の何れの場合も１種類の誘電体により形成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】携帯電話等に使用され
るアンテナは、近年、益々小型化が要求され、その寸法
が指定される場合もある。しかし、アンテナを小型化す
ることによって基本的に共振周波数が高くなってしまう
ので、目的とする周波数帯域まで下げる必要がある。上
記図１１及び図１２に示した従来のチップアンテナ１で
は、共振周波数を低くする場合、アンテナ導体３のピッ
チ数や形状を工夫などによって、ある程度の対応が可能
であるが、アンテナのピッチ数や形状だけでは限界があ
るので、基体２を構成する誘電体として高誘電率の部材
を使用し、アンテナ導体３部分に形成される浮遊容量を
増加させる必要がある。しかし、高誘電材を使用する
と、共振周波数を下げることはできるものの、その周波
数帯域が非常に狭くなってしまうという問題がある。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、小型化を図りながら共振周波数を目的とす
る値まで下げることができると共に広い周波数帯域が得
られる小型アンテナ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】上記課題を解決するた
め、本発明の小型アンテナは、ミアンダ状のアンテナ導
体の外周を誘電体チップにより保持し、上記アンテナ導
体の中間部の少なくとも１ヶ所以上が上記誘電体チップ
の外部空間に位置するように構成したことを特徴とす
る。より具体的には、ミアンダ状のアンテナ導体と、こ
のアンテナ導体の外周を保持し内側に空間部を形成して
なる筒状の誘電体チップとを具備し、上記アンテナ導体
の中間部を上記誘電体チップの内側空間部に位置するよ
うに構成したことを特徴とする。

【０００８】上記の構成とすることにより、誘電体チッ
プの内側空間部、すなわち低誘電率の空気が存在する空
間部にアンテナ導体の中間部が配置されるので、周波数
帯域を広い帯域状態のまま保持することができる。そし
て、高誘電材からなる誘電体チップでアンテナ導体の外
周を保持することにより、アンテナ導体に形成される浮
遊容量を増大して共振周波数を目的とする値まで下げる
ことができる。従って、小型化を図りながら共振周波数
を目的とする値まで下げ、かつ広い周波数帯域を得るこ
とができる。更に、アンテナ導体の外周部に誘電体チッ
プを設ける１次加工のみで小型アンテナを成形できるの
で、作業工程を簡略化してコストの低下を図ることがで
きる。上記アンテナ導体は、金属板からの打ち抜き加工
またはエッチング加工により形成したものを使用するこ
とが好ましいが、線材を折曲げて形成したものであって
も良い。また、アンテナ導体は、線間スペースＬが導体
線幅Ｓと同じかあるいはそれ以上に広く設定されている
ことが望ましい。また、誘電体チップに形成した内側空
間部の開口部に蓋体を装着してアンテナ導体を保護する
ようにしても良い。

【０００９】また、本発明に係る小型アンテナは、ミア
ンダ状のアンテナ導体と、このアンテナ導体の外周の三
方を保持し内側に空間部を形成してなる誘電体チップと
を具備し、上記アンテナ導体の中間部を上記誘電体チッ
プの内側空間部に位置するように構成したことを特徴と
する。上記のようにアンテナ導体の外周の三方を誘電体
チップにより保持した場合であっても、誘電体チップを
筒状に構成した場合と同様の効果を得ることができる。

【００１０】また、本発明に係る小型アンテナは、ミア
ンダ状のアンテナ導体と、このアンテナ導体の一部を埋
め込むように形成された誘電体チップとを具備し、上記
アンテナ導体は、上記誘電体チップに埋め込まれていな
い部分を誘電体チップの表面に沿って且つ該誘電体チッ
プと所定の間隔を保持して折曲げて形成したことを特徴
とする。上記の構成とすることにより、誘電体チップは
アンテナ導体の一部を保持する大きさでよいので、その
寸法を小さくでき、アンテナをより小型化することがで
きる。また、誘電体チップに埋め込まれていないアンテ
ナ導体部分は、その周囲に低誘電率の空気が介在される
ので、広帯域特性を保持することができる。

【００１１】また、本発明に係る小型アンテナは、ミア
ンダ状のアンテナ導体と、このアンテナ導体の上下両側
面に積層して設けられる形成された第１及び第２の誘電
体チップとを具備し、上記アンテナ導体の各導体間に空
間部を形成したことを特徴とする。上記のようにアンテ
ナ導体と第１及び第２の誘電体チップとを積層した場合
であっても、アンテナ導体の各導体間に空間部が形成さ
れるので、広帯域特性を保持することができる。また、
上記第１及び第２の誘電体チップ間の外周に沿って封止
材を設け、アンテナ導体を保護するようにしても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。（第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る小
型アンテナの成形状態を示すもので、（ａ）はアンテナ
導体のみを示す斜視図、（ｂ）は完成した小型アンテナ
の平面図、（ｃ）は同斜視図、（ｄ）は同断面図であ
る。

【００１３】この実施形態に係る小型アンテナ１０は、
例えば図１（ａ）に示すように少なくとも２ヶ所以上屈
曲して蛇行状に形成された、所謂ミアンダ形状に形成さ
れたアンテナ導体１１を使用する。このアンテナ導体１
１は長さが例えば１／４波長であり、また、図２に示す
ように導体間の幅、すなわち線間スペースＬが導体線幅
Ｓと同じかあるいはそれ以上に広く設定することが望ま
しい。なお、上記アンテナ導体１１は、金属板からの打
ち抜き加工またはエッチング加工により形成したものを
使用することが好ましいが、線材を折曲げて形成したも
のであっても良い。

【００１４】そして、上記アンテナ導体１１の中間部を
金型の上型及び下型の合わせ面に挟み込み、誘電率εが
５〜３０程度の高誘電材を使用して射出成形し、図１
（ｂ）、（ｃ）に示すようにアンテナ導体１１の周囲部
分に誘電体チップ１２を形成する。この場合、誘電体チ
ップ１２は、中間部分に空間部１３が形成され、上下面
が開口している。すなわち、アンテナ導体１１の中間部
の少なくとも１ヶ所以上が空間部１３に浮かぶように誘
電体チップ１２により保持し、上記空間部１３に位置す
るアンテナ導体１１の周囲に誘電率εが「１」である空
気が介在されるようにする。また、上記アンテナ導体１
１の一端は誘電体チップ１２から突出して位置させ、給
電端子１４を構成する。アンテナ導体１１の他端も誘電
体チップ１２から突出して設けられるが、この突出端は
アンテナ取付け時に支持用端子として利用される。な
お、上記誘電体チップ１２を形成する高誘電材として
は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）とセ
ラミック粉体（BaO-Nd₂O₃-TiO₂-Bi₂O₃-La-Ce-Pr-Nb-Zn-
Sr）を混合したものを使用する。

【００１５】そして、誘電体チップ１２の空間部１３に
は、図１（ｄ）に示すように開口部に例えば樹脂製の蓋
体１５を装着し、空間部１３に露出しているアンテナ導
体１１を保護する。なお、上記蓋体１５は、保護部材で
あるので特性に影響を与えることはなく、従って、必要
に応じて設ければ良い。

【００１６】上記のように構成した小型アンテナ１０
は、アンテナ導体１１の中間部に低誘電率の空気を介在
させているので、周波数帯域を広い帯域状態のまま保持
することができる。そして、アンテナ導体１１の外周部
に高誘電材からなる誘電体チップ１２を形成することに
より、この誘電体チップ１２によってアンテナ導体１１
に形成される容量を増大して共振周波数を目的とする値
まで下げることができる。従って、小型化を図りながら
共振周波数を目的とする値まで下げ、かつ広い周波数帯
域を得ることができる。

【００１７】また、アンテナ導体１１は、誘電体チップ
１２により周囲が囲われた状態であるので、不用意に指
等がアンテナに触れ難い。更に、蓋体１５を設けること
によって、アンテナ導体１１をより確実に保護すること
ができる。また、アンテナ導体１１の外周部に誘電体チ
ップ１２を設ける１次加工のみで小型アンテナ１０を成
形できるので、きわめて簡単に短時間で小型アンテナ１
０に構成することができる。

【００１８】（第２実施形態）次に本発明の第２実施形
態について図３を参照して説明する。なお、上記第１実
施形態と同一部分には、同一符号を付して詳細な説明は
省略する。図３は本発明の第２実施形態に係る小型アン
テナ１０の構成を示す平面図である。上記第１実施形態
では、誘電体チップ１２を角筒状に形成し、誘電体チッ
プ１２の周囲を囲うようにした場合について示したが、
この第２実施形態に係る小型アンテナ１０は、誘電体チ
ップ１２の１つの面、すなわち、アンテナ導体１１の終
端側に位置する面を開口し、上面から見てほぼコの字形
に形成したものである。

【００１９】上記のように誘電体チップ１２をコの字形
に形成して小型アンテナ１０を構成した場合であって
も、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００２０】（実施例）次に上記第２実施形態における
小型アンテナ１０を実際に製作した場合の例について説
明する。図４は実際に製作した小型アンテナ１０の形状
を示したのものである。この実施例におけるアンテナ導
体１１としては、導体線幅：１６０μｍ線間スペース：１６０μｍ導体厚み：１００μｍミアンダ幅：８．７ｍｍミアンダ長：１３．０６ｍｍターン数：４０導体素材：純銅のものを使用した。

【００２１】また、誘電体チップ１２としては、誘電体誘電率：２０誘電体厚み（導体含む）：１ｍｍ誘電体幅：９ｍｍ誘電体長さ：１４ｍｍ誘電体空間部：１２×３ｍｍのものを使用した。

【００２２】また、図５は、上記実施例の小型アンテナ
１０と比較するために製作した比較用小型アンテナ１０
Ａの形状を示したものである。この比較用小型アンテナ
１０Ａは、誘電率が２０の誘電体チップ１２の中にアン
テナ導体１１を埋設したもので、上記実施例と同じアン
テナ導体１１を使用している。すなわち、この比較用小
型アンテナ１０Ａは、上記実施例における空間部１３を
設けていないだけで、その他は図４に示した小型アンテ
ナ１０と同じ構成となっている。

【００２３】図６は上記実施例に示す小型アンテナ１０
の周波数特性であり、横軸に周波数、縦軸にＶＳＷＲ
（電圧定在波比）をとって示した。上記小型アンテナ１
０は、図６の周波数特性に示すように、ＶＳＷＲが
「３」となるａ点、ｂ点の周波数が「７６６．６ＭＨ
ｚ」と「９７９．４ＭＨｚ」であり、その比帯域は２
４．４％となっている。この帯域幅の中心周波数は「８
７３ＭＨｚ」である。

【００２４】図７は、上記図５に示した比較用小型アン
テナ１０Ａの周波数特性であり、図６と同様に横軸に周
波数、縦軸にＶＳＷＲをとって示した。この比較用小型
アンテナ１０Ａは、ＶＳＷＲが「３」となるａ点、ｂ点
の周波数が「７５４．０ＭＨｚ」と「８９５．８ＭＨ
ｚ」であり、その比帯域は１７．２％となっている。こ
の帯域幅の中心周波数は「８２５ＭＨｚ」である。

【００２５】上記実施例で示した小型アンテナ１０は、
図６及び図７に示した周波数特性から明らかなように、
空間部１３のない小型アンテナ１０Ａに比較して非常に
広い周波数帯域を有している。

【００２６】（第３実施形態）次に本発明の第３実施形
態について図８及び図９を参照して説明する。図８は第
３実施形態に係る小型アンテナ１０の分解斜視図、図９
は同断面図である。図８及び図９において、２１は第１
の誘電体チップ、２２は第２の誘電体チップで、それぞ
れ高誘電材により例えば方形状に形成している。そし
て、第１及び第２の誘電体チップ２１、２２間にミアン
ダ状のアンテナ導体１１を配置すると共に、その周囲に
アンテナ導体１１と同じ厚さの封止材２３を介在する。
すなわち、第１及び第２の誘電体チップ２１、２２間に
アンテナ導体１１を挟んで積層すると共に、このアンテ
ナ導体１１の周囲を封止材２３で閉じる。この場合、ア
ンテナ導体１１の各導体間及び外周に沿って空間２４を
形成し、この空間２４に誘電率εが「１」の空気が満た
されるようにする。なお、上記封止材２３としては、例
えばエポキシ樹脂、シリコーンなどが使用される。な
お、第１及び第２の誘電体チップ２１、２２とアンテナ
導体１１との間は、誘電率の低い接着材を薄く介在させ
て接着するようにしても良い。

【００２７】上記のように第１及び第２の誘電体チップ
２１、２２とアンテナ導体１１を積層し、アンテナ導体
１１の各導体間に空間２４を形成して小型アンテナ１０
を構成した場合においても、アンテナ導体１１の各導体
間に空気を介在させることができ、第１実施形態の場合
と同様に小型化を図りながら共振周波数を目的とする値
まで下げることができ、かつ広い周波数帯域を得ること
ができる。

【００２８】（第４実施形態）次に本発明の第４実施形
態について図１０を参照して説明する。なお、上記第１
実施形態と同一部分には、同一符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００２９】図１０は本発明の第４実施形態に係る小型
アンテナ１０の各成形工程における成形状態を示したも
のである。この第４実施形態では、図１０（ａ）に示す
ようにアンテナ導体１１のミアンダ幅方向の中間部を高
誘電材からなる誘電体チップ１２に埋め込み、アンテナ
導体１１のミアンダ幅方向の側部を誘電体チップ１２か
ら外部に突出させている。また、アンテナ導体１１の始
端部及び後端部を誘電体チップ１２から外部に突出さ
せ、始端部側を給電端子１４としている。

【００３０】そして、上記誘電体チップ１２から側方に
突出したアンテナ導体１１のミアンダ幅方向の側部を図
１０（ｂ）、（ｃ）に示すように誘電体チップ１２の側
面及び上面に沿って折曲げる。この場合、アンテナ導体
１１の折曲げ部１１ａは、誘電体チップ１２との間に所
定の間隔ａを設け、アンテナ導体１１の折曲げ部１１ａ
が空間に位置するようにしている。

【００３１】上記第４実施形態においても、誘電体チッ
プ１２の側方から突出させて折曲げ形成したアンテナ導
体１１の折曲げ部１１ａを空気中に位置させることがで
き、第１実施形態の場合と同様に小型化を図りながら共
振周波数を目的とする値まで下げることができ、かつ広
い周波数帯域を得ることができる。また、アンテナ導体
１１の中間部は、誘電体チップ１２に埋め込まれて保持
されるので、アンテナ導体１１のミアンダ形状を初期状
態に確実に保持でき、高品質で、かつ品質の揃った小型
アンテナ１０を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明による小型ア
ンテナは、例えばミアンダ状に形成したアンテナ導体を
誘電体チップで保持すると共に、アンテナ導体の少なく
とも１ヶ所以上を空気中に位置させてるようにしたの
で、アンテナ導体の周囲に低誘電率の空気と高誘電率の
誘電体チップを介在させることができ、この結果、小型
化を図りながら共振周波数を目的とする値まで下げるこ
とができ、かつ広い周波数帯域とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る小型アンテナの成
形状態を示す図。

【図２】同実施形態におけるアンテナ導体の線間スペー
スと導体線幅との関係を示す図。

【図３】本発明の第２実施形態に係る小型アンテナの平
面図。

【図４】本発明の実施例に係る小型アンテナの平面図。

【図５】本発明の実施例と比較するために製作した小型
アンテナの平面図。

【図６】本発明の実施例における小型アンテナの周波数
特性を示す図。

【図７】図５に示した比較用小型アンテナの周波数特性
を示す図。

【図８】本発明の第３実施形態に係る小型アンテナの分
解斜視図。

【図９】同実施形態に係る小型アンテナの断面図。

【図１０】本発明の第４実施形態に係る小型アンテナの
成形状態を示す図。

【図１１】従来のチップアンテナの構成例を示す斜視
図。

【図１２】従来のチップアンテナの他の構成例を示す斜
視図。

【図１３】図１２に示す従来のチップアンテナの分解斜
視図。

【符号の説明】

１０…小型アンテナ１１…アンテナ導体１１ａ…アンテナ導体の折曲げ部１２…誘電体チップ１３…空間部１４…給電端子１５…蓋体２１…第１の誘電体チップ２２…第２の誘電体チップ２３…封止材２４…空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミアンダ状のアンテナ導体の外周を誘電
体チップにより保持し、上記アンテナ導体の中間部の少
なくとも１ヶ所以上が上記誘電体チップの外部空間に位
置するように構成したことを特徴とする小型アンテナ。
【請求項２】ミアンダ状のアンテナ導体と、このアン
テナ導体の外周を保持し内側に空間部を形成してなる筒
状の誘電体チップとを具備し、上記アンテナ導体の中間
部を上記誘電体チップの内側空間部に位置するように構
成したことを特徴とする小型アンテナ。
【請求項３】上記誘電体チップの空間部の開口部に蓋
体を設けたことを特徴とする請求項２に記載の小型アン
テナ。
【請求項４】ミアンダ状のアンテナ導体と、このアン
テナ導体の外周の三方を保持し内側に空間部を形成して
なる誘電体チップとを具備し、上記アンテナ導体の中間
部を上記誘電体チップの内側空間部に位置するように構
成したことを特徴とする小型アンテナ。
【請求項５】ミアンダ状のアンテナ導体と、このアン
テナ導体の一部を埋め込むように形成された誘電体チッ
プとを具備し、上記アンテナ導体は、上記誘電体チップ
に埋め込まれていない部分を誘電体チップの表面に沿っ
て且つ該誘電体チップと所定の間隔を保持して折曲げて
形成したことを特徴とする小型アンテナ。
【請求項６】ミアンダ状のアンテナ導体と、このアン
テナ導体の上下両側面に積層して設けられる形成された
第１及び第２の誘電体チップとを具備し、上記アンテナ
導体の各導体間に空間部を形成したことを特徴とする小
型アンテナ。
【請求項７】ミアンダ状のアンテナ導体と、このアン
テナ導体の上下両側面に積層して設けられる第１及び第
２の誘電体チップと、上記第１及び第２の誘電体チップ
間の外周に沿って設けられる封止材とを具備し、上記ア
ンテナ導体の各導体間及び外周に沿って空間部を形成し
たことを特徴とする小型アンテナ。