JP2002299936A - チップアンテナ - Google Patents

チップアンテナ

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JP2002299936A
JP2002299936A JP2001097144A JP2001097144A JP2002299936A JP 2002299936 A JP2002299936 A JP 2002299936A JP 2001097144 A JP2001097144 A JP 2001097144A JP 2001097144 A JP2001097144 A JP 2001097144A JP 2002299936 A JP2002299936 A JP 2002299936A
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JP
Japan
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dielectric
chip antenna
conductive member
antenna
resonance frequency
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JP2001097144A
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English (en)
Inventor
Masaki Shibata
正樹 柴田
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の共振周波数帯に対応することができる
チップアンテナを提供する。 【解決手段】導電性部材4と給電部5とを備え、互いに
異なる比誘電率を有する誘電基材6,7からなる複数の
単位アンテナ層2,3を積層して一個のチップアンテナ
1を形成することによって、各単位アンテナ層2,3の
有するそれぞれの比誘電率に対応する複数の共振周波数
帯を使用することができ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、ノート
型パソコン等で使用する移動体通信及びLAN(ローカ
ルエリアネットワーク)に用いられるチップアンテナに
関する。
【0002】
【従来の技術】誘電基材の表面又は/及び内面に形成さ
れた導電性部材と、導電性部材と接続する誘電基材表面
の給電部とを備えてなる所定の共振周波数帯に対応する
チップアンテナは種々提案されている。このようなチッ
プアンテナが携帯可能な通信機器で使用される場合、一
般的なポール型アンテナの特徴である伸縮作動等を必要
としないから取り扱い性に優れ、かつ超小型であるため
設置に必要な容積が小さくできるという大きな利点があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、携帯電話やPH
S、またはパソコン等に代表されるモバイル機器が急速
に普及しており、これに伴って異なる共振周波数帯を使
用する複数の通信システムが広く展開してきている。し
かし、これら複数の通信システムには互換性がないた
め、異なる通信システム間で情報のやりとりをするに
は、それらの共振周波数帯に対応して送受信可能なアン
テナが必要となる。ところが、上記従来のチップアンテ
ナでは、1種類の共振周波数帯にしか対応していないた
め、使用者は限られた範囲の中でしか情報交換を行うこ
とができず、携帯用通信機器の利便性に限界があった。
本発明はかかる問題点を解決することを目的とするもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電基材の表
面又は/及び内面に形成された導電性部材と、導電性部
材と接続する誘電基材表面の給電部とを備えてなる所定
の共振周波数帯に対応するチップアンテナにおいて、特
定の比誘電率を有する誘電基材に導電性部材を担持して
なる単位アンテナ層が、該比誘電率を相互に異ならせて
複数積層され、かつその外面に、各導電性部材と接続す
る複数の給電部が形成されてなることを特徴とするチッ
プアンテナである。
【0005】誘電基材からなるチップアンテナにあって
は、次式(1)で表される共振周波数fと誘電材料の有
する比誘電率εrとの関係式によれば、共振周波数fと
比誘電率εrは反比例の関係にある。そのため、比誘電
率εrの大きな誘電材料は低い共振周波数fに対応で
き、また、比誘電率εrの小さな誘電材料は高い共振周
波数fに対応できる等、誘電材料を任意に選択すること
により、該誘電材料に対応する共振周波数fを使用でき
るチップアンテナを製造することができることとなる。
そこでかかる本発明にあっては、互いに異なる比誘電率
を有する複数の誘電基材を用い、それぞれの誘電基材か
らなる複数の単位アンテナ層を積層することによりチッ
プアンテナを形成するようにしたから、各単位アンテナ
層の誘電基材に対応する複数の共振周波数帯を使用でき
ることになる。これら各単位アンテナ層が形成する導電
性部材としては、金、銀、銅、白金、パラジウム等の導
電性材料が使用され得る。そして、各導電性部材に電圧
を加えるために、各導電性部材と接続された複数の給電
部が、各単位アンテナ層の表面に形成されている。な
お、各単位アンテナ層の有する導電性部材を、単位アン
テナ層と単位アンテナ層との層間に配設されないように
して、各共振周波数帯を適切に使用できる一個のチップ
アンテナを提供することができ得る。
【0006】 f=C/(λ・εr1/2) (1) ここで、Cは光速、λは波長を示す。
【0007】また、上記の導電性部材の配線パターンと
して、単位アンテナ層の長手方向に沿って直線状に配線
する一般的な配線パターン以外に、蛇行状、ジグザグ状
等の非線形パターンにすることが提案される。共振周波
数帯は波長(λ)の1/4の長さに該当する導電性部材
長に対応するから、同じ共振周波数帯に対応する直線状
の導電性部材を備えたチップアンテナに比べ、導電性部
材を非線形パターンで配線することにより配線領域を短
くできるため、チップアンテナを小型化できるという利
点がある。
【0008】上述のような誘電基材としては、酸化チタ
ン、酸化バリウム、酸化アルミニウムを主成分とする組
成物、または、セラミックス、樹脂等の絶縁材料、さら
にはこれらの混合材料又は複合材料等を用いることがで
きる。ここで、チップアンテナに用いる誘電材料には、
誘電損失が小さいこと、及び共振周波数の温度係数の絶
対値が小さいこと等の特性が求められている。また、単
位アンテナ層が安定した誘電特性を発揮するためには、
製造の際に導電性部材と誘電基材とを同時に焼成できる
ことが望ましい。このように優れた誘電特性を持つ誘電
基材を使用することにより、特定の共振周波数帯に対し
て、一層安定した送受信機能を発揮させることができ
る。
【0009】上記のような性質を有する誘電基材とし
て、BaO−TiO2系組成物とアルカリ金属の酸化物
とからなる主成分に所定のガラス成分を含有した焼結体
が提案される。このような焼結体は優れた誘電特性を有
しているから、該焼結体をチップアンテナの少なくとも
一つの単位アンテナ層に適用することにより、特定の共
振周波数帯で使用する際に、送受信機能の安定性が増加
する。また、BaO−RE23−TiO2系(ここでR
Eは希土類元素)組成物とアルカリ金属の酸化物とから
なる主成分に所定のガラス成分を含有した焼結体を少な
くと一つの構造部材に使用することも提案される。この
焼結体は、前者の誘電基材よりもさらに高い比誘電率を
有しているため、低い共振周波数帯に適正に対応するこ
とができ得る。さらに、これら両者の誘電基材からなる
単位アンテナ層を積層することにより、異なる二つの共
振周波数帯に対応させるようにすることもできる。ま
た、これら誘電材料は、比較的低温にて焼成することが
可能であるため、導電性に優れ、比較的安価な銀又は銅
等の導電性部材を用いることができるから、生産性に優
れ、安定した誘電特性を有するチップアンテナを提供で
きるという利点がある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明にかかるチップアンテナの
一具体例を説明する。図1はチップアンテナ1の斜方向
透視図であり、図2はチップアンテナ1の側面透視図で
ある。このチップアンテナ1は、第一単位アンテナ層2
と第二単位アンテナ層3とから形成されている。第一単
位アンテナ層2は誘電基材6からなり、その内面に直線
状に配線された導電性部材4と、第一単位アンテナ層2
の側表面に設けられ、導電性部材4に接続する給電部5
とからなる。また、第二単位アンテナ層3は誘電基材7
からなり、その内面に、直線状に配線された導電性部材
4と、第二単位アンテナ層3の側表面に設けられ、導電
性部材4に接続する給電部5からなる。ここで本具体例
においては、第一単位アンテナ層2の導電性部材4が第
一単位アンテナ層の長手方向中心線から平行に編位した
位置に配され、第二単位アンテナ層3の導電性部材4が
第二単位アンテナ層3の長手方向中心線から平行に編位
した位置に配され、されにそれぞれが長手方向中心線に
対し平面上で線対称となるように配されている。そし
て、各給電部5はそれぞれが対面を成す側面に設けられ
ている。このようにしてそれぞれの導電性部材4間によ
る干渉を一層少なくしている。
【0011】このチップアンテナ1は、図3に示す様
に、該チップアンテナ1を形成する上記部材を積層して
成形される。すなわち、シート状の誘電基材6と、該誘
電基材6の長手方向中心線から平行に編位した位置に直
線状に配した導電性部材4と、誘電基材6と、シート状
の誘電基材7と、誘電基材6に挟装した導電性部材4に
対し平面上で線対称となるように、該誘電基材7の長手
方向中心線から平行に編位した位置に、直線状に配した
導電性部材4と、誘電基材7とを順に積層し、所定の条
件にて焼成することによって、本発明にかかるチップア
ンテナ1を得る。ここで、誘電基材6に挟装した導電性
部材4の一端が該誘電基材6の側表面面で給電部5を形
成し、誘電基材6に挟装した導電性部材4の給電部5と
反対側の側表面において、誘電基材7に挟装した導電性
部材4の一端が給電部5を形成するようにしている。な
お、このようなチップアンテナ1の成形としては、予め
導電性部材4を挟装した誘電基材6を焼成した第一単位
アンテナ層2と、導電性部材4を挟装した誘電基材7を
焼成した第二単位アンテナ層3とを接合するようにして
も良い。
【0012】ここで、誘電基材6は、BaO−TiO2
系組成物とアルカリ金属の酸化物とからなる主成分に所
定のガラス成分を含有した焼結体であり、誘電損失と、
共振周波数の温度係数の絶対値とが小さく安定した誘電
特性を有するものである。一方、誘電基材7は、BaO
−RE23−TiO2系(ここでREは希土類元素)組
成物とアルカリ金属の酸化物とからなる主成分に所定の
ガラス成分を含有した焼結体であり、誘電基材6に比べ
高い比誘電率を有し、かつ誘電損失が小さく、共振周波
数の温度係数の絶対値が小さく、優れた誘電特性を有す
るものである。これらにより、誘電基材6からなる第一
単位アンテナ層2が対応する共振周波数帯と、誘電基材
7からなる第二単位アンテナ層3が対応する第一単位ア
ンテナ層2の共振周波数帯より低い共振周波数帯との二
種類の共振周波数帯で安定した送受信機能を有するチッ
プアンテナ1が得られることとなる。例えば、誘電基材
6に比誘電率が約34の誘電材料を用いることにより、
第一単位アンテナ層2は2.6GHZの共振周波数帯に
対応し、また、誘電基材7に比誘電率が60〜80の誘
電材料を用いることにより、第二構成基材3は1.8G
HZの共振周波数帯に対応することになるから、これら
両者の共振周波数帯に対応でき得る性能を有するチップ
アンテナ1が提供される。
【0013】一方、本発明にかかる別の実施例として、
導電性部材12の配線パターンをジグザグ状の非線形パ
ターンとしたチップアンテナ11を図4(斜方向透視
図)及び図5(積層構成図)に示す。チップアンテナ1
1は、チップアンテナ1と同じ材料を積層することによ
り構成されている(図5参照)。このチップアンテナ1
1は、共振周波数の波長(λ)の1/4の長さに該当す
る導電性部材長をジグザグ状に形成した導電性部材12
を配することによって、チップアンテナ1と同じ共振周
波数帯に対応する性能を有しつつ、チップアンテナ11
の長手方向長を短くすることができるため、チップアン
テナ11はチップアンテナ1よりも小型化される。
【0014】上述のようなチップアンテナ1としては、
誘電基材6に導電性部材4を予め印刷しておき、積層に
供することもできる。これにより、積層時の作業が簡略
化されて、作業効率を向上することができるという利点
も生じる。チップアンテナ11の場合でも同様な方法に
より行うことができる。
【0015】本発明は、上記形態に限定されるものでは
なく、この発明の主旨を逸脱しない範囲において様々な
形態で実施し得るものである。
【0016】
【発明の効果】本発明のチップアンテナは、特定の比誘
電率を有する誘電基材に導電性部材を担持してなる単位
アンテナ層を、該比誘電率を相互に異なるように複数積
層し、かつその外面に、各導電性部材と接続する複数の
給電部を形成したことにより、各誘電基材が対応する互
いに異なる共振周波数帯を使用することができるから、
本チップアンテナ一個を携帯電話、ノート型パソコン等
のモバイル機器に使用することによって、複数の共振周
波数帯で送受信が可能となるため、情報の提供と入手と
が幅広い範囲で行い得ることができる。
【0017】また、誘電基材に、BaO−TiO2系組
成物とアルカリ金属の酸化物とからなる主成分に所定の
ガラス成分を含有した焼結体、又は/及びBaO−RE
23−TiO2系(ここでREは希土類元素)組成物と
アルカリ金属の酸化物とからなる主成分に所定のガラス
成分を含有した焼結体を使用することにより、特定の共
振周波数帯に対応して使用される際に、一層安定した送
受信性能を発揮し得るものとなる。また、このような誘
電基材は、比較的低温にて焼成することが可能であるか
ら、導電性に優れ、比較的安価な銀又は銅等の導電性部
材を使用することができるため、製造コストの低減が期
待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】チップアンテナ1の斜方向透視図である。
【図2】図1のチップアンテナの側面図である。
【図3】図1のチップアンテナ1の積層構成図である。
【図4】本発明にかかる他の具体例のチップアンテナ1
1の斜方向透視図である。
【図5】図4のチップアンテナ11の積層構成図であ
る。
【符号の説明】
1 チップアンテナ 2、3 単位アンテナ層 4 導電性部材 5 給電部 6,7 誘電基材 11 チップアンテナ 12 導電性部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J021 AA02 AA06 AB02 HA05 HA10 JA03 5J046 AA02 AA07 AA12 AB01 AB06 QA02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電基材の表面又は/及び内面に形成され
    た導電性部材と、導電性部材と接続する誘電基材表面の
    給電部とを備えてなる所定の共振周波数帯に対応するチ
    ップアンテナにおいて、 特定の比誘電率を有する誘電基材に導電性部材を担持し
    てなる単位アンテナ層が、該比誘電率を相互に異ならせ
    て複数積層され、かつその外面に、各導電性部材と接続
    する複数の給電部が形成されてなることを特徴とするチ
    ップアンテナ。
  2. 【請求項2】導電性部材が、蛇行状、ジグザグ状等の非
    線形パターンにより構成されていることを特徴とする請
    求項1または請求項2に記載のチップアンテナ。
  3. 【請求項3】少なくとも一つの単位アンテナ層が、Ba
    O−TiO2系組成物とアルカリ金属の酸化物とからな
    る主成分に所定のガラス成分を含有した焼結体である誘
    電基材からなることを特徴とする請求項1または請求項
    2に記載のチップアンテナ。
  4. 【請求項4】少なくとも一つの単位アンテナ層が、Ba
    O−RE23−TiO2系(ここでREは希土類元素)
    組成物とアルカリ金属の酸化物とからなる主成分に所定
    のガラス成分を含有した焼結体である誘電基材からなる
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のチッ
    プアンテナ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022286A1 (ja) * 2004-08-26 2006-03-02 Omron Corporation チップアンテナ
WO2013137404A1 (ja) * 2012-03-16 2013-09-19 Ntn株式会社 マルチバンドアンテナ及びその製造方法

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