JP2004253866A - 誘電体チップアンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】アンテナ自体の構造を周囲の金属の影響を受けにくい構造として、小型の携帯用機器等においてＲＦモジュールに近接して配置できる誘電体チップアンテナを提供する。
【解決手段】誘電体の表面および内部に導体膜を具えた誘電体チップアンテナにおいて、直方体の誘電体の対向する長手方向の側面にグラウンド電極を具え、誘電体内部に、誘電体の側面でグラウンド電極に接して誘電体内部に伸びるコ字形の導体膜による電極を具え、その導体膜の一部と誘電体層を介して対向し、一端がグラウンド電極に接続され、他端が入出力電極と接続された導体ストリップを具える構造とする。
【選択図】 図１
【解決手段】誘電体の表面および内部に導体膜を具えた誘電体チップアンテナにおいて、直方体の誘電体の対向する長手方向の側面にグラウンド電極を具え、誘電体内部に、誘電体の側面でグラウンド電極に接して誘電体内部に伸びるコ字形の導体膜による電極を具え、その導体膜の一部と誘電体層を介して対向し、一端がグラウンド電極に接続され、他端が入出力電極と接続された導体ストリップを具える構造とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体チップアンテナに係るもので、使用される環境によって特性が変動することの少ない誘電体チップアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第３１７８４６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６２４号公報
【０００３】
誘電体チップアンテナは、誘電体材料を用いることによって小型化が可能であり、携帯電話等の移動体通信機器の端末用などとして利用範囲が広がっている。図８は、上記先行技術文献に記載された誘電体チップアンテナの一例で、いわゆる逆Ｆアンテナとなる導体パターンをヘリカル状に誘電体の表面に形成したものである。導体パターンをヘリカルアンテナ状に形成するタイプも多く使用されている。
【０００４】
上記のような誘電体チップアンテナは小型の移動体通信機器のプリント配線基板上に搭載される。その際小型化のためにＲＦモジュールに近接して搭載されることが多くなる。ＲＦモジュールは金属のシールドケースに収容されているのが一般的で、この金属のシールドケースが誘電体チップアンテナに近接して配置されることになる。一般に、逆アンテナは金属が近接して配置されるとその影響を受け易い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金属のシールドケースの影響を受けにくくするためには、アンテナをシールドケースから離して配置することが望ましい。あるいは、アンテナへの影響を防ぐ手段が付加されたりする。しかし、非常に小型化された携帯電話の端末機器などでは設計上の問題が生じたり、コストの増加をもたらす要因となったりする。本発明は、アンテナ自体の構造を周囲の金属の影響を受けにくい構造として、小型の携帯用機器等においてＲＦモジュールに近接して配置できる誘電体チップアンテナを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の誘電体チップアンテナと全く異なる構造を採用することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、誘電体の表面および内部に導体膜を具えた誘電体チップアンテナにおいて、直方体の誘電体の対向する長手方向の側面にグラウンド電極を具え、誘電体内部に、誘電体の側面でグラウンド電極に接して誘電体内部に伸びるコ字形の導体膜による電極を具え、その導体膜の一部と誘電体層を介して対向し、一端がグラウンド電極に接続され、他端が入出力電極と接続された導体ストリップを具えたことに特徴を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による誘電体チップアンテナの構成要素は以下のとおりである。
（１）直方体の誘電体、
（２）グラウンド電極：誘電体の側面に対向して形成される、
（３）内部電極：グラウンド電極に接続されて誘電体内部にコの字形に形成される、
（４）導体ストリップ：内部電極と対向して給電の結合手段となる、
（５）入出力電極：導体ストリップと送受信回路とを接続する。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の実施例を示す斜視図である。比誘電率が２３のセラミック誘電体材料を長さ１２ｍｍ、幅３ｍｍ、厚み３ｍｍの直方体に成形したものの表面と内部に導体膜を具えたものである。誘電体１１の長さ方向の側面に銀の導体膜を形成してグラウンド電極１３とする。チップ型とするために、このグラウンド電極１３は表面から裏面に跨るように形成しておくことが望ましい。
【０００９】
誘電体１１の内部にアンテナを構成する銀の導体膜による電極１５を形成する。この電極１５は誘電体１１の長さ方向の側面から内部に向かって伸び、約１００μｍの幅で誘電体１１の３方向の側面に沿ってコの字形に形成される。ただし入出力電極とは接しないようにするため、その部分は誘電体１１の内部に完全に埋まった構造とする。この電極１５は誘電体の側面でグラウンド電極１３と接続されることになる。
【００１０】
電極１５と約２０μｍの間隔を置いて、側面に沿った電極１５と直角に交差するように導体ストリップライン１７が形成される。すなわち、電極１５と２箇所で交差して対向することになる。この導体ストリップライン１７は先端がグラウンド電極１３に接続され、反対側の端部が入出力電極１９に接続される。この導体ストリップライン１７と電極１５とが誘電体１１の内部に形成されるが、導体膜が所定のパターンに印刷された誘電体セラミックグリーンシートを積層して焼成することによって形成すればよい。
【００１１】
上記のような構造の誘電体チップアンテナの特性を測定した。図３に示したように、２２ｍｍ×１５．５ｍｍのプリント配線基板の長さ方向の端部から２ｍｍの位置に誘電体チップアンテナを搭載した。図３の（ａ）はシールド板を設けない構造を示すが、図３の（ｂ）は０．５ｍｍの間隔を置いてプリント配線基板の表面からの高さが１．２ｍｍとなる位置にシールド板を配置したものである。なお、プリント配線基板の厚みは０．８ｍｍである。
【００１２】
図４と図５は図８に示した従来の逆Ｆ型の誘電体チップアンテナの測定結果を示すもので、（Ａ）が反射特性、（Ｂ）が指向性を示している。シールド板がない場合にはリターンロスが１５ｄＢあったが、シールド板を設けると３ｄＢと大幅に劣化している。指向性も図４（Ｂ）と図５（Ｂ）を比較すると分かるように大きく劣化している。それに対して、図６と図７は本発明による誘電体チップアンテナの測定結果を示すもので、（Ａ）が反射特性、（Ｂ）が指向性を示している。図６（Ａ）と図７（Ａ）を比較すると共振周波数が３０ＭＨｚほど高域側にシフトしているがリターンロスの劣化は見られない。また、図６（Ａ）と図７（Ｂ）とを比較してみると指向性にほとんど変化がないことが分かる。
【００１３】
上記の測定結果を表１にまとめる。これによって、本発明による誘電体チップアンテナは共振周波数の変化が小さく、また特性の劣化が少ないことが分かる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、プリント配線基板上で誘電体チップアンテナをシールド用の金属に近接して配置することができる。したがって、これを組み込む機器の小型化が可能になるとともに、設計の自由度も大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【図２】本発明の実施例を示す斜視図
【図３】アンテナの特性の測定方法の説明図で（ａ）は金属シールドのない状態、（ｂ）は金属シールドがある状態を示す。
【図４】従来の逆Ｆアンテナの金属シールドがない状態の特性の説明図
【図５】従来の逆Ｆアンテナの金属シールドがある状態の特性の説明図
【図６】本発明によるアンテナの金属シールドがない状態の特性の説明図
【図７】本発明によるアンテナの金属シールドがある状態の特性の説明図
【図８】従来の誘電体チップアンテナの斜視図
【符号の説明】
１１：誘電体
１３：グラウンド電極
１５：内部電極
１７：導体ストリップライン
１９：入出力電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体チップアンテナに係るもので、使用される環境によって特性が変動することの少ない誘電体チップアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第３１７８４６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６２４号公報
【０００３】
誘電体チップアンテナは、誘電体材料を用いることによって小型化が可能であり、携帯電話等の移動体通信機器の端末用などとして利用範囲が広がっている。図８は、上記先行技術文献に記載された誘電体チップアンテナの一例で、いわゆる逆Ｆアンテナとなる導体パターンをヘリカル状に誘電体の表面に形成したものである。導体パターンをヘリカルアンテナ状に形成するタイプも多く使用されている。
【０００４】
上記のような誘電体チップアンテナは小型の移動体通信機器のプリント配線基板上に搭載される。その際小型化のためにＲＦモジュールに近接して搭載されることが多くなる。ＲＦモジュールは金属のシールドケースに収容されているのが一般的で、この金属のシールドケースが誘電体チップアンテナに近接して配置されることになる。一般に、逆アンテナは金属が近接して配置されるとその影響を受け易い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金属のシールドケースの影響を受けにくくするためには、アンテナをシールドケースから離して配置することが望ましい。あるいは、アンテナへの影響を防ぐ手段が付加されたりする。しかし、非常に小型化された携帯電話の端末機器などでは設計上の問題が生じたり、コストの増加をもたらす要因となったりする。本発明は、アンテナ自体の構造を周囲の金属の影響を受けにくい構造として、小型の携帯用機器等においてＲＦモジュールに近接して配置できる誘電体チップアンテナを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の誘電体チップアンテナと全く異なる構造を採用することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、誘電体の表面および内部に導体膜を具えた誘電体チップアンテナにおいて、直方体の誘電体の対向する長手方向の側面にグラウンド電極を具え、誘電体内部に、誘電体の側面でグラウンド電極に接して誘電体内部に伸びるコ字形の導体膜による電極を具え、その導体膜の一部と誘電体層を介して対向し、一端がグラウンド電極に接続され、他端が入出力電極と接続された導体ストリップを具えたことに特徴を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による誘電体チップアンテナの構成要素は以下のとおりである。
（１）直方体の誘電体、
（２）グラウンド電極：誘電体の側面に対向して形成される、
（３）内部電極：グラウンド電極に接続されて誘電体内部にコの字形に形成される、
（４）導体ストリップ：内部電極と対向して給電の結合手段となる、
（５）入出力電極：導体ストリップと送受信回路とを接続する。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の実施例を示す斜視図である。比誘電率が２３のセラミック誘電体材料を長さ１２ｍｍ、幅３ｍｍ、厚み３ｍｍの直方体に成形したものの表面と内部に導体膜を具えたものである。誘電体１１の長さ方向の側面に銀の導体膜を形成してグラウンド電極１３とする。チップ型とするために、このグラウンド電極１３は表面から裏面に跨るように形成しておくことが望ましい。
【０００９】
誘電体１１の内部にアンテナを構成する銀の導体膜による電極１５を形成する。この電極１５は誘電体１１の長さ方向の側面から内部に向かって伸び、約１００μｍの幅で誘電体１１の３方向の側面に沿ってコの字形に形成される。ただし入出力電極とは接しないようにするため、その部分は誘電体１１の内部に完全に埋まった構造とする。この電極１５は誘電体の側面でグラウンド電極１３と接続されることになる。
【００１０】
電極１５と約２０μｍの間隔を置いて、側面に沿った電極１５と直角に交差するように導体ストリップライン１７が形成される。すなわち、電極１５と２箇所で交差して対向することになる。この導体ストリップライン１７は先端がグラウンド電極１３に接続され、反対側の端部が入出力電極１９に接続される。この導体ストリップライン１７と電極１５とが誘電体１１の内部に形成されるが、導体膜が所定のパターンに印刷された誘電体セラミックグリーンシートを積層して焼成することによって形成すればよい。
【００１１】
上記のような構造の誘電体チップアンテナの特性を測定した。図３に示したように、２２ｍｍ×１５．５ｍｍのプリント配線基板の長さ方向の端部から２ｍｍの位置に誘電体チップアンテナを搭載した。図３の（ａ）はシールド板を設けない構造を示すが、図３の（ｂ）は０．５ｍｍの間隔を置いてプリント配線基板の表面からの高さが１．２ｍｍとなる位置にシールド板を配置したものである。なお、プリント配線基板の厚みは０．８ｍｍである。
【００１２】
図４と図５は図８に示した従来の逆Ｆ型の誘電体チップアンテナの測定結果を示すもので、（Ａ）が反射特性、（Ｂ）が指向性を示している。シールド板がない場合にはリターンロスが１５ｄＢあったが、シールド板を設けると３ｄＢと大幅に劣化している。指向性も図４（Ｂ）と図５（Ｂ）を比較すると分かるように大きく劣化している。それに対して、図６と図７は本発明による誘電体チップアンテナの測定結果を示すもので、（Ａ）が反射特性、（Ｂ）が指向性を示している。図６（Ａ）と図７（Ａ）を比較すると共振周波数が３０ＭＨｚほど高域側にシフトしているがリターンロスの劣化は見られない。また、図６（Ａ）と図７（Ｂ）とを比較してみると指向性にほとんど変化がないことが分かる。
【００１３】
上記の測定結果を表１にまとめる。これによって、本発明による誘電体チップアンテナは共振周波数の変化が小さく、また特性の劣化が少ないことが分かる。
【００１４】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、プリント配線基板上で誘電体チップアンテナをシールド用の金属に近接して配置することができる。したがって、これを組み込む機器の小型化が可能になるとともに、設計の自由度も大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【図２】本発明の実施例を示す斜視図
【図３】アンテナの特性の測定方法の説明図で（ａ）は金属シールドのない状態、（ｂ）は金属シールドがある状態を示す。
【図４】従来の逆Ｆアンテナの金属シールドがない状態の特性の説明図
【図５】従来の逆Ｆアンテナの金属シールドがある状態の特性の説明図
【図６】本発明によるアンテナの金属シールドがない状態の特性の説明図
【図７】本発明によるアンテナの金属シールドがある状態の特性の説明図
【図８】従来の誘電体チップアンテナの斜視図
【符号の説明】
１１：誘電体
１３：グラウンド電極
１５：内部電極
１７：導体ストリップライン
１９：入出力電極
Claims (3)
- 誘電体の表面および内部に導体膜を具えた誘電体チップアンテナにおいて、
直方体の誘電体の対向する長手方向の側面にグラウンド電極を具え、
誘電体内部に、誘電体の側面でグラウンド電極に接して誘電体内部に伸びるコ字形の導体膜による電極を具え、
その導体膜の一部と誘電体層を介して対向し、一端がグラウンド電極に接続され、他端が入出力電極と接続された導体ストリップを具えた
ことを特徴とする誘電体チップアンテナ。 - 上記導体ストリップが誘電体基板の側面に形成された入出力電極に接続される請求項１記載の誘電体チップアンテナ。
- グラウンド電極と入出力電極が誘電体の表面の少なくとも一方に引き出された請求項２記載の誘電体チップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003039486A JP2004253866A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | 誘電体チップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003039486A JP2004253866A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | 誘電体チップアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004253866A true JP2004253866A (ja) | 2004-09-09 |
Family
ID=33023657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003039486A Pending JP2004253866A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | 誘電体チップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004253866A (ja) |
-
2003
- 2003-02-18 JP JP2003039486A patent/JP2004253866A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040623 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051220 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060314 |