JP2003124736A - 表面実装型アンテナおよびそれを用いた通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グランドとの間の不要な容量に起因したアン
テナ利得の劣化を抑制する。 【解決手段】 放射電極において、信号の通電量が少な
い領域である少なくとも中央部分を除去する。例えば金
属板の端縁領域を除いた大部分を除去して縁取り形状の
放射電極２を形成する。給電端子電極３を実装対象の基
板（実装基板）に接続して表面実装型アンテナ１をその
実装基板に実装した場合に、グランドと見なされる実装
基板や部品と、放射電極２との対向面積を削減させるこ
とができる。これにより、放射電極２とグランド間の不
要な容量を減少させることができて、グランドとの間の
不要な容量に起因したアンテナ利得の劣化を抑制でき
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、通信機の回路基板
などに設けられる表面実装型アンテナおよびそれを用い
た通信機に関するものである。

【０００２】

【背景技術】図７には表面実装型アンテナの一つである
逆Ｆ型アンテナの一例が模式的な斜視図により示されて
いる。このアンテナ２０は、金属板２１と、この金属板
２１の端縁部に立設される金属製のグランド端子２２お
よび給電端子２３とを有して構成されている。このアン
テナ２０は、例えば、グランド端子２２および給電端子
２３の各先端を実装対象の基板（例えば通信機の回路基
板）２４に接続し、かつ、金属板２１をその実装対象の
基板（実装基板）２４に間隔を介して略平行にした形態
で、実装基板２４に実装される。

【０００３】例えば、アンテナ２０が実装基板２４に設
計通りに実装されることにより、グランド端子２２は実
装基板２４のグランドに接地され、また、給電端子２３
は、例えば実装基板２４に形成された信号供給源２５に
接続される。信号供給源２５から給電端子２３に信号が
供給されると、その信号が金属板２１に伝達され、これ
により、金属板２１が共振してアンテナ動作（つまり、
電波の送信又は受信）が行われる。つまり、金属板２１
は、アンテナ動作を行う放射電極として機能するもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アンテナ２
０の金属板２１と、実装基板２４とが近接していたり、
実装基板２４における金属板２１の対向領域に部品が搭
載されていると、アンテナ２０の利得が劣化するという
現象が生じていた。

【０００５】この発明はその課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、実装対象の基板や当該基
板に形成されている部品の影響を受け難くして、アンテ
ナ利得の劣化を抑制することができる表面実装型アンテ
ナおよびそれを用いた通信機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
るための手段としている。すなわち、第１の発明は、ア
ンテナ動作を行う平板状の放射電極と、この放射電極の
端縁部に立設され信号供給源からの信号を受けて放射電
極に伝達する給電端子電極とを有した表面実装型アンテ
ナにおいて、放射電極には、信号の通電量が少ない領域
である少なくとも中央部分に電極除去部が形成されて、
放射電極の電極面を減少させる構成が設けられているこ
とを特徴としている。

【０００７】第２の発明は、第１の発明の構成を備え、
放射電極の端縁領域を除いた放射電極の大部分が電極除
去部と成し、放射電極は縁取り形状と成していることを
特徴としている。

【０００８】第３の発明は、第２の発明の構成を備え、
平板状の放射電極に電極除去部を設けて縁取り形状とし
た放射電極に代えて、金属線により縁取り形状の放射電
極を形成することを特徴としている。

【０００９】第４の発明は、第１又は第２の発明の構成
を備え、放射電極は、基体の表面に導電材料が形成され
て成ることを特徴としている。

【００１０】第５の発明は、第１〜第４の発明の何れか
１つの発明の表面実装型アンテナの放射電極は、給電端
子電極を介して、チップ状の基体に形成された別の放射
電極に接続され、これら接続された放射電極は一つの放
射電極として機能する構成と成していることを特徴とし
ている。

【００１１】第６の発明は通信機に関し、第１〜第５の
発明の何れか１つの発明の表面実装型アンテナが設けら
れていることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】前述したように、図７に示すアン
テナ２０の金属板２１と、実装基板２４とが近接した
り、実装基板２４における金属板２１の対向領域に部品
が実装されていると、アンテナ２０の利得が劣化すると
いう好ましくない現象が生じることがある。

【００１３】このような現象が生じる要因としては、次
に示すようなことが考えられる。つまり、アンテナ２０
の金属板２１は実装基板２４と略平行な状態で配設さ
れ、その実装基板２４はグランドと見なすことができる
ことから、金属板２１は実装基板２４との間に容量を持
つ。また、金属板２１に対向する実装基板２４の領域に
グランドと見なされる部品が設けられると、金属板２１
は、その部品との間にも容量を持つこととなる。そのよ
うな金属板２１と実装基板２４間の容量や、金属板２１
と部品間の容量によって、換言すれば、金属板２１とグ
ランド間の不要な容量の発生によって、アンテナ２０の
利得が劣化してしまうのではないかと考えられる。

【００１４】そこで、本発明者は、そのような実装基板
や部品によるグランドとの間の不要な容量を低減するこ
とが可能な表面実装型アンテナを考え出した。その表面
実装型アンテナの一例を簡単に述べると、例えば、放射
電極である金属板に穴を形成して、金属板と、グランド
と見なされる実装基板や部品との対向面積を減少させ
て、その実装基板や部品によるグランドと金属板との間
の不要な容量を低減するというものである。

【００１５】しかしながら、金属板の穴の形成位置によ
っては金属板における信号の流れに悪影響を及ぼす虞が
ある。本発明者は、このことを考慮した。すなわち、金
属板に供給された信号の多くは、金属板の端縁領域に通
電し、金属板の中央部分に流れる信号は少ない。このこ
とから、金属板の端縁領域を避けて穴を形成することに
より、金属板を流れる信号に大きな悪影響を与えること
を防止できると考えられる。この点に着目して、本発明
者は、例えば、グランド間の容量低減用としての穴を金
属板に形成する場合には、その穴の形成位置は金属板の
端縁領域を避けた位置とすることを考えた。

【００１６】このような考えに基づいて本発明者はこの
発明を考え出した。以下に、この発明に係る実施形態例
を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１には本発明に係る表面実装型アンテナ
の第１実施形態例が模式的な斜視図により示されてい
る。この第１実施形態例の表面実装型アンテナ１は、放
射電極２と、この放射電極２の端縁領域に立設されてい
る給電端子電極３およびグランド端子電極４とを有して
構成されている。

【００１８】放射電極２は、金属板の端縁領域を除いた
大部分を除去して作製されるものであり、縁取り形状と
成している。換言すれば、放射電極２の端縁領域を除い
た大部分が電極除去部５と成している。

【００１９】この第１実施形態例の表面実装型アンテナ
１は、図７のアンテナ２０と同様に、給電端子電極３と
グランド端子電極４の各先端が実装対象の基板（実装基
板（図示せず））に接続され、かつ、放射電極２が実装
基板と間隔を介した状態で、実装される。表面実装型ア
ンテナ１が設計通りに実装基板に搭載されることによ
り、グランド端子電極４は例えば実装基板のグランドに
接地され、給電端子電極３は例えば実装基板に形成され
た信号供給源６に接続される。そして、信号供給源６か
ら給電端子電極３を介して放射電極２に信号が供給され
ると、放射電極２はその信号に基づいて共振してアンテ
ナ動作を行う。

【００２０】この第１実施形態例によれば、放射電極２
を縁取り形状としたので、放射電極２と、グランドと見
なされる実装基板や部品との対向面積を大幅に削減する
ことができる。これにより、図７に示されるようなアン
テナ２０の構成に比べて、放射電極２と、実装基板や部
品によるグランドとの間の不要な容量（以下、グランド
間不要容量Ｑ_gと記す）を格段に減少させることができ
る。このため、グランド間不要容量Ｑ_gに起因した表面
実装型アンテナ１の利得劣化を抑制することができる。

【００２１】しかも、この第１実施形態例では、放射電
極２の信号の通電量が少ない部分を電極除去部５として
いるので、放射電極２の通電信号に悪影響を及ぼすこと
なくグランド間不要容量Ｑ_gを減少できる。つまり、電
極除去部５を設けたことによって図７に示されるような
アンテナの特性と大幅に異なるということなく、グラン
ド間不要容量Ｑ_gを減少させることができる。

【００２２】以下に、第２実施形態例を説明する。な
お、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態
例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の
重複説明は省略する。

【００２３】この第２実施形態例では、図２に示される
ように、金属線を利用して、縁取り形状の放射電極２を
構成している。この金属線から成る放射電極２によって
囲まれる領域が電極除去部５と成している。また、この
第２実施形態例では、給電端子電極３とグランド端子電
極４をも金属線により構成されている。

【００２４】この第２実施形態例によれば、第１実施形
態例と同様な効果を奏することができる上に、金属線に
よって放射電極２を形成しているので、金属板を加工し
て縁取り形状の放射電極２を形成する場合に比べて、実
装基板や部品に対向する電極面の面積の削減が容易とな
る。また、製造も容易となる。

【００２５】以下に、第３実施形態例を説明する。な
お、この第３実施形態例の説明において、第１や第２の
各実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、その
共通部分の重複説明は省略する。

【００２６】この第３実施形態例では、表面実装型アン
テナ１の外見は、第１や第２の各実施形態例の表面実装
型アンテナ１とほぼ同様であるが、放射電極２と給電端
子電極３とグランド端子電極４のうちの少なくとも放射
電極２は、例えば樹脂などの誘電体や磁性体などから成
る基体の表面に例えばメッキにより導電材料（例えば
金）を形成して構成されている。

【００２７】この第３実施形態例によれば、第１や第２
の実施形態例と同様の効果を奏することができる。ま
た、基体を誘電体により構成した場合には、例えば、そ
の誘電体基体の誘電率に起因した信号波長の圧縮効果に
よって放射電極の電気長を長くすることができるので、
表面実装型アンテナ１の小型化を図ることができる。ま
た、アンテナ特性の向上を図ることが容易となる。

【００２８】以下に、第４実施形態例を説明する。この
第４実施形態例の説明においても、前記各実施形態例と
同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複
説明は省略する。

【００２９】図３に示されるように、この第４実施形態
例の表面実装型アンテナ１は、平板状の基体８を有して
いる。この基体８は例えば誘電体や磁性体により構成さ
れるものであり、その構成材料の一例を挙げると、樹脂
などから成るフレキシブル基板がある。この第４実施形
態例では、基体８の表面には端縁領域にのみ導電材料
（例えば銅）が形成されている。この基体８の端縁領域
の導電材料によって、縁取り形状の放射電極２が構成さ
れ、また、基体８の端縁領域を除いた大部分が電極除去
部５となっている。

【００３０】例えば、基体８の表面の全面に導電材料を
形成した後に、その導電材料を端縁領域を除いてエッチ
ングなどの手法により除去することによって、縁取り形
状の放射電極２を形成することができる。なお、導電材
料が予め形成されている基体（例えば銅箔付きの基板）
を用意し、上記同様に、その基体の導電材料を端縁領域
を除いてエッチングなどの手法により除去することによ
って、縁取り形状の放射電極２を形成してもよい。

【００３１】この第４実施形態例では、基体８の端縁領
域には、底面側に突出した２本の突起部９，１０が立設
されている。これら突起部９，１０は、例えば、基体８
と同様な材料によって構成されている。突起部９，１０
の各表面には、それぞれ、放射電極２に連接する導電材
料（例えば銅）が形成されて給電端子電極３、グランド
端子電極４が構成されている。

【００３２】この第４実施形態例においても、前記各実
施形態例と同様の効果を奏することができる。また、基
体８の構成材料として誘電体を用いた場合には、誘電体
の誘電率によりアンテナ特性を向上させることができる
という効果や、小型化を図ることができるという効果を
得ることができる。

【００３３】なお、この第４実施形態例では、誘電体や
磁性体から成る突起部９，１０に導電材料が形成されて
給電端子電極３やグランド端子電極４が構成されていた
が、例えば、第１や第２の実施形態例と同様に給電端子
電極３やグランド端子電極４を金属板や金属線により構
成してもよい。

【００３４】以下に、第５実施形態例を説明する。な
お、この第５実施形態例の説明においても、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。

【００３５】この第５実施形態例では、図４に示される
ように、表面実装型アンテナ１５は、前記各実施形態例
に示した表面実装型アンテナとほぼ同様なアンテナ１
と、チップ状のアンテナ１１とを有して構成されてい
る。

【００３６】アンテナ１は、グランド端子電極４が設け
られていないという点以外は前記各実施形態例に示した
表面実装型アンテナ１と同様な構成を有している。な
お、図４では、第１実施形態例に示した表面実装型アン
テナと同様なアンテナ１が図示されているが、第１実施
形態例の表面実装型アンテナ１に代えて、第２〜第４の
実施形態例に示した表面実装型アンテナ１の何れの特有
な構成を採用してもよい。

【００３７】チップ状のアンテナ１１は、チップ状の基
体１２に放射電極（図示せず）が形成されて成るもので
ある。基体１２は、誘電体あるいは磁性体により構成さ
れている。また、基体１２に形成される放射電極の形態
には様々な形態があり、ここでは、放射電極の形態は特
に限定されるものではなく、適宜の形態を採用してよ
く、その説明は省略する。

【００３８】この第５実施形態例では、チップ状のアン
テナ１１の放射電極と、前記各実施形態例に示した表面
実装型アンテナ１の放射電極２とが、給電端子電極３を
介して接続されている。これら接続された放射電極は一
つの放射電極として機能する構成と成している。

【００３９】この第５実施形態例では、表面実装型アン
テナ１５は、例えば、チップ状のアンテナ１１の基体１
２を実装基板に接合することにより、実装基板に実装さ
れる。このように、表面実装型アンテナ１５が実装基板
に実装されることにより、例えば、チップ状のアンテナ
１１の放射電極が、実装基板に形成された信号供給源６
に接続される。そして、信号供給源６からチップ状のア
ンテナ１１の放射電極に信号が供給されると、その信号
はチップ状のアンテナ１１の放射電極を通り、給電端子
電極３を介して表面実装型アンテナ１の放射電極２に伝
達され、それら放射電極は共に共振してアンテナ動作を
行う。

【００４０】従来において、例えば放射電極として機能
する金属板をチップ状のアンテナに接続させることによ
り、チップ状のアンテナの特性向上を図るものが提案さ
れている。しかしながら、金属板が、グランドと見なさ
れる例えば実装基板や部品との間に不要な容量（グラン
ド間不要容量Ｑ_g）を持つことから、実際には、アンテ
ナ特性の向上は難しかった。

【００４１】これに対して、この第５実施形態例では、
グランド間不要容量Ｑ_gを格段に減少できて、しかも、
金属板と同様に機能する前記各実施形態例に示した表面
実装型アンテナ１をチップ状のアンテナ１１に接続させ
る構成である。これにより、チップ状アンテナの特性向
上を達成することができる。

【００４２】以下に、第６実施形態例を説明する。この
第６実施形態例は通信機に関するものである。この第６
実施形態例の通信機において特有な構成は、回路基板に
実装するアンテナとして、前記各実施形態例に示した特
徴的な構成を有するアンテナ１あるいはアンテナ１５を
設けたことである。通信機には様々な構成があり、この
第６実施形態例では、通信機のアンテナ以外の構成は、
何れの構成を採用してもよく、ここでは、その説明は省
略する。また、アンテナの構成も前述したので、その重
複説明は省略する。

【００４３】この第６実施形態例の通信機によれば、前
記各実施形態例の構成を備えたアンテナを設けるので、
アンテナ利得が良好であり、通信の信頼性を向上させる
ことができる。

【００４４】なお、この発明は第１〜第６の各実施形態
例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態
を採り得る。例えば、各実施形態例では、表面実装型ア
ンテナ１の放射電極２には、給電端子電極３とグランド
端子電極４が連接されていたが、例えば、図５に示され
るように、放射電極２には給電端子電極３のみを連接す
る構成としてもよい。また、給電端子電極３は２以上設
けてもよく、数が限定されるものではない。さらに、グ
ランド端子電極４を設ける場合にも、グランド端子電極
４の設置数は限定されるものではない。

【００４５】さらに、各実施形態例では、縁取り形状の
放射電極２は四角形状であったが、例えば、円形状でも
よいし、三角形状でもよいし、５角以上の多角形状であ
ってもよい。さらに、基体を利用して放射電極２を構成
する場合には、基体の形状も各実施形態例の形態に限定
されない。さらに、第５実施形態例において、チップ状
の基体１２の形状も特に限定されるものではない。

【００４６】さらに、上記各実施形態例では、放射電極
２は縁取り形状であったが、放射電極は、信号の通電量
が少ない領域である少なくとも中央部分に電極除去部が
形成された形状であればよく、例えば、図６の斜視図に
示されるように、金属板の中央部分が除去された形状の
放射電極２としてもよい。

【００４７】

【発明の効果】この発明によれば、放射電極に電極除去
部を形成して、放射電極の電極面を減少させる構成を備
えているので、放射電極が間隔を介してグランドと見な
される実装基板と略平行に配置される場合や、実装基板
の放射電極の対向領域にグランドと見なされる部品が搭
載されている場合には、それら放射電極と、対向する実
装基板や部品との対向面積を削減することができる。こ
れにより、それら放射電極と、実装基板又は部品との間
の容量（つまり、グランドとの間の不要な容量）を削減
することができる。したがって、グランドとの間の不要
な容量に起因したアンテナ利得の劣化を抑制することが
容易となる。

【００４８】しかも、この発明では、電極除去部は、放
射電極において信号の通電量が少ない領域である少なく
とも中央部分に設けられているので、放射電極を流れる
信号に悪影響を殆ど及ぼすことなく、つまり、アンテナ
特性を大きく変化させることなく、グランドとの間の容
量に起因したアンテナ利得の劣化を抑制することができ
るという画期的なものである。

【００４９】放射電極を縁取り形状としたものにあって
は、放射電極と、この放射電極に対向するグランドと見
なされる実装基板や部品との対向面積を大幅に削減する
ことができる。これにより、より確実に、グランドとの
間の不要な容量を低減できてアンテナ利得の劣化を防止
することができる。

【００５０】金属線によって、縁取り形状の放射電極を
形成したものにあっては、細径の放射電極を形成するこ
とが容易となり、より一層確実にグランドとの間の不要
な容量に起因したアンテナ利得の劣化を回避できること
が容易となる。

【００５１】放射電極が基体の表面に導電材料を形成し
て成るものにあっては、例えば基体を誘電体により構成
することによって、誘電体の誘電率に起因して放射電極
の電気長を長くすることができるので、小型化を図るこ
とができる。また、アンテナ特性の向上を図ることが容
易となる。

【００５２】信号の通電量が少ない領域である少なくと
も中央部分に電極除去部が形成されている形態の放射電
極を備えたアンテナと、チップ状の基体に放射電極を備
えたアンテナとを有したものにあっては、電極除去部を
備えた放射電極を、チップ状の基体の放射電極に接続す
ることにより、アンテナ利得の劣化を招くことなく、ア
ンテナ特性の向上を図ることができる。

【００５３】この発明において特徴的な構成を備えた表
面実装型アンテナを設けた通信機にあっては、本発明の
表面実装型アンテナによって、通信の信頼性が高い通信
機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面実装型アンテナの第１実施形
態例を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る表面実装型アンテナの第２実施形
態例を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る表面実装型アンテナの第４実施形
態例を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る表面実装型アンテナの第５実施形
態例を示す斜視図である。

【図５】表面実装型アンテナのその他の実施形態例を説
明するための図である。

【図６】さらに、表面実装型アンテナのその他の実施形
態例を説明するための図である。

【図７】表面実装型アンテナの一つである逆Ｆ型アンテ
ナの構成例を示した説明図である。

【符号の説明】

１，１５ 表面実装型アンテナ ２ 放射電極 ３ 給電端子電極 ５ 電極除去部 ６ 信号供給源 ８ 基体 １１ チップ状のアンテナ １２ チップ状の基体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナ動作を行う平板状の放射電極
   と、この放射電極の端縁部に立設され信号供給源からの
   信号を受けて放射電極に伝達する給電端子電極とを有し
   た表面実装型アンテナにおいて、放射電極には、信号の
   通電量が少ない領域である少なくとも中央部分に電極除
   去部が形成されて、放射電極の電極面を減少させる構成
   が設けられていることを特徴とした表面実装型アンテ
   ナ。
2. 【請求項２】 放射電極の端縁領域を除いた放射電極の
   大部分が電極除去部と成し、放射電極は縁取り形状と成
   していることを特徴とした請求項１記載の表面実装型ア
   ンテナ。
3. 【請求項３】 平板状の放射電極に電極除去部を設けて
   縁取り形状とした放射電極に代えて、金属線により縁取
   り形状の放射電極を形成することを特徴とした請求項２
   記載の表面実装型アンテナ。
4. 【請求項４】 放射電極は、基体の表面に導電材料が形
   成されて成ることを特徴とした請求項１又は請求項２記
   載の表面実装型アンテナ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れか１つに記
   載の表面実装型アンテナの放射電極は、給電端子電極を
   介して、チップ状の基体に形成された別の放射電極に接
   続され、これら接続された放射電極は一つの放射電極と
   して機能する構成と成していることを特徴とした表面実
   装型アンテナ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５の何れか１つに記
   載の表面実装型アンテナが設けられていることを特徴と
   した通信機。