JP2005064945A - 誘電体アンテナおよびそれを備えた通信機 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射電極を設定の共振周波数でもって共振（励振）させることが容易で、かつ、誘電体基体から放射電極が剥がれることを防止する。
【解決手段】 誘電体基体２の面上に放射電極３が形成されて成る誘電体アンテナ１において、放射電極３には共振周波数制御用のスリット８を形成する。そのスリット８の少なくとも一部分を通して、誘電体基体２を構成している誘電体材料の一部が放射電極３の表面側に湧き出て突出部１２と成す。突出部１２の一部はスリット形成領域から放射電極表面上に食み出してスリット端縁の放射電極部分を放射電極表面側から誘電体基体２に押さえる。スリット８および突出部１２により放射電極３の共振周波数制御が容易となる。また、突出部１２により、スリット端縁の放射電極部分が誘電体基体２から剥がれることを回避できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信機の例えば回路基板に搭載することができる誘電体アンテナおよびそれを備えた通信機に関するものである。

図１０にはマイクロストリップアンテナの一構成例が模式的な断面図により示されている（例えば特許文献１参照）。このマイクロストリップアンテナ３０は、誘電体基板３１の表面に形成されたλ／２タイプの放射電極３２と、誘電体基板３１の裏面に形成された接地電極３３と、放射電極３２の上面全面を覆う誘電体膜３４とを有して構成されている。なお、図１０中の符号３５は、放射電極３２と、例えば通信機の無線通信用の高周波回路３６とを接続するための導通手段を示している。

このマイクロストリップアンテナ３０では、例えば、高周波回路３６から送信用信号が放射電極３２に供給されると、その信号供給によって放射電極３２が励振して送信用信号を無線送信する。また、外部から信号が放射電極３２に到来し当該放射電極３２が励振すると、その励振に応じた信号が受信信号として放射電極３２から高周波回路３６に向けて出力される。

ところで、マイクロストリップアンテナ３０が予め定められた無線通信用の周波数帯で信号の送信や受信を行うことができるように、放射電極３２の共振周波数の調整が成される。このマイクロストリップアンテナ３０の構成では、誘電体膜３４を利用することで、放射電極３２の形状を変更することなく、共振周波数調整を行うことができる。例えば、誘電体膜３４の厚みを薄くする、あるいは、誘電体膜３４を無くす。これにより、放射電極３２の共振周波数に関与する実効誘電率が下がる方向に可変して放射電極３２の共振周波数を上げることができる。また反対に、誘電体膜３４を厚くすることによって、放射電極３２の共振周波数に関与する実効誘電率が高くなる方向に可変して放射電極３２の共振周波数を下げることができる。

特開平５−１２１９２５号公報

上記マイクロストリップアンテナ３０の構成では、次に示すような問題がある。例えば、放射電極３２の上面全面を覆う誘電体膜３４を形成しなければならないので、その誘電体膜３４を形成するための手間が掛かるし、また、放射電極３２の上面全面を覆う程の多くの誘電体材料が必要であるために材料コストが高くなるという問題がある。これにより、マイクロストリップアンテナ３０の低コスト化が難しいという問題が生じる。

また、放射電極３２は導体により構成され、当該放射電極３２と誘電体膜３４の結合強度は弱いことから、放射電極３２から誘電体膜３４が剥がれ易く、マイクロストリップアンテナ３０に対する信頼性は低いという問題が生じる。

さらに、製造上の問題から、誘電体膜３４の厚みを設計通りの厚みとすることは非常に難しく、誘電体膜３４の厚みはばらつきやすい。誘電体膜３４の厚みは放射電極３２の共振周波数に関与していることから、誘電体膜３４の厚みのばらつきによって、放射電極３２の共振周波数がばらついてしまうという問題が発生する。さらに、共振周波数を大きく変化させるためには、誘電体膜３４の厚みを大きく変化させる必要がある。このために、設定の共振周波数によっては、誘電体膜３４が厚くなってアンテナ全体の厚みが厚くなることがあり、例えば小型化の規制によって、誘電体膜３４を利用した共振周波数の調整が物理的に困難となる。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、放射電極を設定の共振周波数でもって共振（励振）させることが容易な信頼性の高い誘電体アンテナおよびそれを備えた通信機を提供することにある。

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、この発明は、誘電体基体の面上にアンテナ動作を行う放射電極がインサート成形又はアウトサート成形により一体成形されて成る誘電体アンテナにおいて、放射電極には当該放射電極の共振周波数制御用のスリットが形成され、そのスリットの少なくとも一部分を通して、誘電体基体を構成している誘電体材料の一部が放射電極の表面側に突出して突出部が形成され、その突出部の一部はスリット形成領域から放射電極表面上に食み出してスリット端縁の放射電極部分を誘電体基体に押さえていることを特徴としている。また、この発明の通信機は、この発明において特徴的な構成を備えた誘電体アンテナが設けられていることを特徴としている。

この発明では、放射電極にスリットを設け、当該スリットを利用して放射電極の共振周波数を制御する構成とした。この結果、スリット長を変化させることで、アンテナの物理的体積を変えることなく放射電極の共振周波数を高い自由度で変化させることができる。これにより、放射電極に設定の共振周波数を持たせることが容易となる。なお、スリットの形成手法としては、例えばエッチングや、プレス型による抜きが挙げられる。

また、この発明では、スリットの少なくとも一部を通して誘電体基体から放射電極表面側に突出した突出部を設け、この突出部によって、スリット端縁の放射電極部分が放射電極表面側から誘電体基体に押さえられている構成とした。このため、その突出部によるアンカー効果によって、スリット端縁の放射電極部分が誘電体基体から剥がれてしまうという問題を防止することができる。放射電極がその一部でも誘電体基体から剥がれてしまうと、放射電極が誘電体基体から受ける影響が可変するので、放射電極の共振周波数が設定の共振周波数からずれてしまう事態発生の虞があるが、この発明では、懸念されるスリット端縁の放射電極部分の剥がれを防止できるので、放射電極の剥がれに起因した放射電極の共振周波数のずれを回避することができる。

さらに、誘電体基体から放射電極の端面に沿って立ち上がって放射電極表面側に突出している突出部を設け、この突出部によって、放射電極の外周端縁部の少なくとも一部分が、放射電極表面側から誘電体基体に押さえられている構成をも備えることにより、前記同様に、突出部のアンカー効果によって放射電極の外周端縁部の誘電体基体からの剥がれを防止することができる。これにより、放射電極の外周端縁部の剥がれに起因した放射電極の共振周波数のずれを回避することができる。

上記のように、この発明では、スリット端縁の放射電極部分や、放射電極の外周端縁部の誘電体からの剥がれをより確実に防止できて、放射電極の共振周波数のずれを抑制できるので、誘電体アンテナに対する性能の信頼性を高めることができる。

さらに、この発明では、上述したように、放射電極に共振周波数制御用のスリットが設けられている。そのスリットの両側の放射電極部分間には容量が生じる。この容量は、放射電極が持つインダクタンス成分と共に等価的なＬＣ共振回路を構成して、放射電極の共振周波数に大きく関与するものである。この発明では、誘電体基体からスリットを介して放射電極表面側に突き出た誘電体の突出部が設けられているので、その突出部の形成量（誘電体量）を可変することにより、スリットに生じる容量の大きさを可変することができる。スリットに生じる容量は、上記のようにＬＣ共振回路を構成するものであり、当該容量を少し可変しただけでＬＣ共振回路（つまり、放射電極）の共振周波数を大きく可変することが可能である。

したがって、この発明の構成では、スリットの長さやスリットの引き回し経路を可変することで放射電極の共振周波数を可変することができる上に、誘電体基体からスリットを介して放射電極表面側に突出した突出部の形成量を可変することによって放射電極の共振周波数を可変することができることとなる。また、複数の突出部がスリット長の一端側から他端側に掛けて互いに間隔を介して分散配置されている場合には、その突出部の形成数を可変することで、放射電極の共振周波数を可変することが可能となる。すなわち、この発明の構成を備えることにより、同じスリット長でも、放射電極の共振周波数の可変範囲を拡大することができる。

また、放射電極にスリットを形成して放射電極に容量を持たせることにより、放射電極の電気的な長さ（電気長）を長くすることができるので、放射電極の設定の共振周波数が同じであるという条件の下では、スリットを設けた方が設けない場合よりも放射電極の小型化を図ることができる。

さらに、放射電極のスリット形成部分に誘電体から成る突出部を設けることによって、突出部を設けない場合よりもスリット形成部分に生じる容量を大きくすることができる。このため、放射電極の設定の共振周波数が同じであるならば、スリットの長さを短くすることができる。スリット長を短くできることによって放射電極の形状の単純化を図ることができる。

さらに、放射電極と誘電体基体をインサート成形又はアウトサート成形により一体成形することで、その成形に用いる金型の形状により、誘電体基体から放射電極表面側に湧き出て突出する突出部の形成位置および形成量を規制することができる。これにより、設計通りの形成位置および形成量でもって突出部を作製することができる。このため、例えば突出部の形成量がばらついてスリットに生じる容量がばらつき、これに起因して放射電極の共振周波数がばらつくという問題発生を防止することができる。

さらに、放射電極に電極孔を、スリットから延びる仮想線上や仮想分岐線上に配置し、誘電体基体からその電極孔を通って放射電極表面側に突出した突出部を設けることにより、次に示すような効果を得ることができる。例えば設計変更に応じて放射電極の共振周波数を下げる方向に可変するために共振周波数制御用のスリットを延長する場合には、前記仮想線上に沿って、つまり、前記電極孔を通って延長する。そのスリットの延長部分には、設計変更前から突出部が形成されるように設計されていたので、スリット延長に合わせて突出部を新たに設計・形成しなくとも、突出部によって、スリット延長部分の端縁の放射電極部分を放射電極表面側から誘電体基体に押さえることができる。これにより、そのスリット延長部分をも他のスリット部分と同様に、突出部によって誘電体基体に押さえることができて誘電体基体からの剥がれを防止することができる。

また、次に示すような効果をも奏する。例えば放射電極と誘電体基体をインサート成形又はアウトサート成形により一体成形する場合に、その成形に用いる金型を変更しようとすると、時間とコストが掛かる。これに対して、設計変更によるスリット延長を予め考慮して、スリットから延びる仮想線上に突出部を設ける構成とし、その突出部は、放射電極と誘電体基体をインサート成形又はアウトサート成形により一体成形する際に同時に金型により形作られることとする。このような場合には、スリットを延長した場合に、延長前と同じ金型を利用して、そのスリット延長部分に突出部を形成することができる。つまり、スリットを延長する場合には、放射電極のスリット形状を変更するだけでよく、金型を変更しなくて済むことから、スリットを延長する場合に、金型変更に掛かるコストや時間を無くすことができる。これにより、設計変更に迅速にかつ安価に対応することが可能となる。

さらに、放射電極の外周端縁部の少なくとも一部には、共振周波数制御のための切り欠きの仮想形成線上に電極孔および誘電体基体から電極孔を通って放射電極表面側に突出した突出部を設ける構成とすることにより、放射電極の共振周波数を高めるべく放射電極の外周端縁部に切り欠きを設ける場合にも、上記切り欠きの仮想形成線に沿って切り欠きを設けることで、前記同様に、金型の変更を行うことなく、切り欠きの端縁の放射電極部分に誘電体基体から突出した突出部を成形時に設けることができて、その突出部により切り欠き端縁の放射電極部分を放射電極表面側から誘電体基体に押さえることができる。これにより、設計変更によって放射電極の外周端縁部に切り欠きを設けても、その切り欠き端縁の放射電極部分の剥がれを防止することができる。

さらに、熱可塑性樹脂に、当該樹脂よりも高い誘電率を持つ材料が付加された混合誘電体材料により誘電体基体を形成することによって、誘電体基体の誘電率を高めることができる。このため、その高い誘電率によって、放射電極の電気長を長くすることができて、放射電極（つまり、誘電体アンテナ）の小型化を図ることができる。

さらに、給電タイプの放射電極と無給電タイプの放射電極が設けられ、これら放射電極によって複共振状態が作り出される構成とすることにより、誘電体アンテナの無線通信に使用できる周波数帯の広帯域化を図ることができる。また、アンテナ効率を向上させることができる。

さらにまた、この発明において特有な構成を持つ誘電体アンテナが設けられている通信機にあっては、本発明の誘電体アンテナによって、性能のばらつきが無い信頼性の高い通信機を提供することができる。

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。

図１（ａ）には第１実施形態例の誘電体アンテナが通信機の回路基板に実装された状態で模式的に示され、図１（ｂ）には図１（ａ）に示す誘電体アンテナの模式的な分解図が示されている。

第１実施形態例の誘電体アンテナ１は、誘電体基体２と、この誘電体基体２の面上に形成された放射電極３および給電端子電極４およびショート端子電極５とを有して構成されている。

この第１実施形態例では、誘電体基体２は直方体状と成し、この誘電体基体２の上面には放射電極３が形成され、また、誘電体基体２の側面には、給電端子電極４とショート端子電極５がそれぞれ互いに間隔を介して形成されている。給電端子電極４とショート端子電極５は、それぞれ、放射電極３に連接されている。

例えば、誘電体アンテナ１が通信機の回路基板６の設定位置に搭載されることにより、給電端子電極４は、例えばその回路基板６に形成されている無線通信用の高周波回路７に接続され、また、ショート端子電極５は回路基板６に接続される。これにより、放射電極３の一部は、給電端子電極４を介して高周波回路６に接続され、また、回路基板６はグランドと見なされることから、放射電極３の別の一部は、ショート端子電極５を介してグランドに接地される。

例えば、高周波回路７から送信用の信号が給電端子電極４を介して放射電極３に供給されると、その信号供給によって放射電極３が共振（励振）して送信用の信号が無線送信される。また、外部から信号が到来して放射電極３が共振（励振）すると、放射電極３から高周波回路７に向けて受信信号が出力される。

誘電体アンテナ１（放射電極３）が予め定められた設定の周波数帯で、上記のように無線通信を行うことができるように、放射電極３の共振周波数を制御する必要がある。この第１実施形態例では、そのために、図１（ｂ）に示されるように、放射電極３には共振周波数制御用のスリット８が形成されている。この共振周波数制御用のスリット８の長さを長くすることにより、放射電極３の大きさを可変することなく、放射電極３の共振周波数を下げることができる。また反対に、共振周波数制御用のスリット８の長さを短くすることにより、放射電極３の共振周波数を上げることができる。放射電極３にはスリット８を精度良く形成することができるので、そのスリット８を利用して放射電極３を設定通りの共振周波数でもって共振させることが容易となる。

この第１実施形態例では、例えば、設計変更等により放射電極３の共振周波数を低くする場合があることを想定し、放射電極３の共振周波数を低くすべく共振周波数制御用のスリット８を長くする際の延長経路が例えば図１（ｂ）の点線に示す仮想線Ｌvや仮想線Ｌv’や仮想分岐線Ｌbのように予め設定されている。その仮想線Ｌv上には、放射電極３の誘電体基体２側から放射電極表面側に貫通する複数の電極孔１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）が互いに間隔を介して形成され、また、仮想線Ｌv’，Ｌb上にも、それぞれ、電極孔１０（１０ｄ，１０ｅ）が形成されている。

図２には、図１（ａ）に示すＡ−Ａ部分の誘電体アンテナ１の断面図が模式的に示されている。この第１実施形態例では、図１（ａ）および図２に示されるように、誘電体基体２を構成する誘電体材料の一部が各電極孔１０（１０ａ〜１０ｅ）をそれぞれ通して放射電極３の表面側に突き出て複数の突出部１２が形成されている。それら突出部１２の一部は電極孔形成領域から放射電極表面上に食み出している。当該突出部１２は、アンカー効果によって、電極孔１０の開口端縁の放射電極部分を誘電体基体２に押さえている。

また、誘電体基体２を構成する誘電体材料の一部はスリット８を通しても放射電極表面側に突き出て突出部１２を形成している。この第１実施形態例では、複数の突出部１２が、スリット長の一端側から他端側に掛けて互いに間隔を介して分散配置されている。それら突出部１２は、それぞれ、その一部がスリット形成領域から放射電極表面上に食み出しており、当該突出部１２は、アンカー効果によって、スリット端縁の放射電極部分を放射電極表面側から誘電体基体２に押さえている。

この第１実施形態例では、誘電体基体２と放射電極３はインサート成形又はアウトサート成形によって一体成形されて作製されるものである。その成形時に、誘電体基体２を構成する誘電体材料の一部が電極孔１０やスリット８から放射電極３の表面側に湧き出て、上記のような突出部１２を形作っている。なお、成形時に、スリット８を通して誘電体基体２から放射電極３の表面側に誘電体材料の一部を湧き出させて突出部１２を作製する場合に、複数の突出部１２がスリット８に分散配置されるのではなく、スリット８の全体から誘電体材料が湧き出てスリット長の一端側から他端側に渡る突出部が形成されると思われるところであるが、成形に用いる金型によって、スリット８における誘電体材料の湧き出し位置と、湧き出し阻止位置とを区分けすることができて、スリット８に複数の突出部１２を分散配置することができる。

この第１実施形態例では、成形によって誘電体基体２と放射電極３を一体成形するので、誘電体基体２を構成する誘電体材料は、例えば熱可塑性樹脂により構成されている。なお、誘電体基体２の誘電率を高めるために、熱可塑性樹脂に当該樹脂よりも高い誘電率を持つ材料（フィラー（例えば酸化チタンやアルミナなど））を付加させた混合誘電体材料により構成してもよい。誘電体基体２の誘電率が高めると、その高い誘電率による波長短縮効果によって、放射電極３の電気的な長さ（つまり、電気長）を長くすることができるので、誘電体基体２（誘電体アンテナ１）の小型化を図ることができる。

この第１実施形態例では、上述したように、複数の突出部１２が形成されており、それら各突出部１２は、互いに間隔を介して配置されている。このように互いに間隔を介して突出部１２を配置するのには次に示すような理由がある。つまり、例えば図３の断面図に示されるように、互いに異なる電極孔１０から突き出た突出部１２同士が接合してしまうと、その突出部１２の接合部分Ｗはウエルドラインと呼ばれる。このウエルドラインＷの部分では、突出部１２の強度が落ち、また、温度変化などによって割れが発生するというように、突出部１２が破損し易くなる。突出部１２が破損すると、例えば、突出部１２の誘電率が放射電極３に与える影響が変化してしまって、放射電極３の共振周波数が設定値からずれてしまうなどの問題が発生する虞がある。これに対して、この第１実施形態例では、複数の突出部１２は互いに間隔を介して配置されているので、ウエルドラインは発生せず、ウエルドラインに起因した問題発生を防止することができる。

さらに、この第１実施形態例では、放射電極３の外周端縁部の全周に渡り、図２に示されるような突出部１３が形成されており、この突出部１３によって、放射電極３の外周端縁部は全周に渡って放射電極表面側から誘電体基体２に押さえられている。その突出部１３は、誘電体基体２を構成する誘電体材料の一部が、例えば成形時に放射電極３の端面に沿って立ち上がって放射電極３の表面側に回り込んで形成されたものであり、その形成量は、金型によって規制されている。

この第１実施形態例では、上記したように、スリット８に放射電極押さえ機能を持つ突出部１２が設けられると共に、放射電極３の外周端縁部にも放射電極押さえ機能を持つ突出部１３が設けられる構成とした。このため、スリット端縁の放射電極部分および放射電極外周端縁部の剥がれ問題を確実に回避することができる。

放射電極３はその一部でも誘電体基体２から剥がれると、放射電極３が誘電体基体２から受ける影響が変化して、放射電極３の共振周波数が設定の共振周波数からずれてしまう。特に、放射電極３における図１（ａ）の点線Ｚで囲まれている開放端部分は電界が強い部分であることから、この開放端部分が誘電体基体２から剥がれてしまうと、設定の共振周波数に対する放射電極３の共振周波数のずれが大きくなって大きな問題である。これに対して、この第１実施形態例では、上記のように、突出部１２，１３によって、誘電体基体２からの放射電極３の剥がれを防止することができるので、放射電極３の剥がれに起因した放射電極３の共振周波数のずれを回避することができる。これにより、誘電体アンテナ１に対する耐久性の信頼性および性能の信頼性を高めることができる。

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。

この第２実施形態例では、例えば設計変更により放射電極３の設定の共振周波数が高められた場合に、放射電極３の外周端縁部の一部を例えばトリミング等により切り欠くことで、放射電極３の共振周波数を高くなる方向に可変して設計変更後の設定の共振周波数とするという共振周波数制御が行われることを考慮している。

すなわち、この第２実施形態例では、図４の平面図に示されるように、放射電極３の外周端縁部には、図４の点線に示されるような、共振周波数制御のための切り欠きの仮想形成線Ｋが予め設定されている。その仮想形成線Ｋ上となる放射電極部分には複数の電極孔１０が形成されており、誘電体基体２からその電極孔１０を通って放射電極３の表面上に突き出た突出部１２が形成されている。

このような突出部１２が形成されることによって、次に示すような効果を得ることができる。例えば設計変更により放射電極３の設定の共振周波数が高められた場合には、少なくとも放射電極３の外周端縁部の一部を仮想形成線Ｋに沿って切り欠いて放射電極３の共振周波数を高めて設計変更後の設定の共振周波数に制御することとする。なお、もちろん、切り欠きを形成するだけでなく、スリット８の長さの調整をも行われることがある。

このような場合に、この第２実施形態例の構成では、その切り欠き端縁部分には予め突出部を形成するように金型が作製されているので、成形時に用いる金型の形状を変更しなくとも、放射電極３の切り欠き端縁部に突出部１２が形成されて当該切り欠き端縁部の放射電極部分をその突出部１２によって、放射電極表面側から誘電体基体２に押さえることができる。これにより、放射電極３の共振周波数を高める方向に変更する際に、放射電極３の形状変更だけで、金型を変更することなく、放射電極３の新たに設けられた切り欠き端縁の放射電極部分の誘電体基体２からの剥がれを突出部１２により防止することができる。

上記以外の構成は第１実施形態例とほぼ同様である。なお、付言すれば、この第２実施形態例においても、第１実施形態例と同様に、放射電極３の外周端縁部は全周に渡り、突出部１３によって誘電体基体２に押さえられている。

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。

この第３実施形態例では、図５の模式的な斜視図に示されるように、誘電体基体２には、給電タイプの放射電極３と、無給電タイプの放射電極１５とが形成されている。その給電タイプの放射電極３は、第１や第２の各実施形態例に示したような給電端子電極４を介して高周波回路７に接続されるものである。無給電タイプの放射電極１５は、給電タイプの放射電極３と電磁結合して当該給電タイプの放射電極３と共にアンテナ動作を行って複共振状態を作り出すものである。

この第３実施形態例では、給電タイプの放射電極３には、共振周波数制御用のスリット８が設けられている。また、第１，第２の各実施形態例と同様に、誘電体基体２からそのスリット８を通して表面側に突き出る突出部１２が設けられている。さらに、そのスリット８から延びる仮想線上には電極孔が形成され、誘電体基体２からその電極孔を通って放射電極表面側に突き出た突出部１２が設けられている。

さらに、給電タイプの放射電極３および無給電タイプの放射電極１５は、それらの外周端部が全周に渡って突出部１３によって誘電体基体２に押さえられている。

この第３実施形態例では、給電タイプの放射電極３と、無給電タイプの放射電極１５とが設けられ、当該放射電極３，１５により複共振状態を作り出すので、誘電体アンテナ１が無線通信を行うことができる周波数帯の広帯域化を図ることができる。また、アンテナ効率を向上させることができる。

また、この第３実施形態例においても、第１や第２の各実施形態例と同様に、給電タイプの放射電極３には、誘電体基体２から、共振周波数制御用のスリット８や電極孔１０を通して放射電極表面側に突き出した突出部１２が設けられ、また、給電タイプの放射電極３と無給電タイプの放射電極１５のそれぞれの外周端縁部には突出部１３が設けられているので、第１や第２の各実施形態例と同様の効果を得ることができる。

以下に、第４実施形態例を説明する。この第４実施形態例は通信機に関するものである。この第４実施形態例の通信機において特徴的なことは、第１〜第３の実施形態例に示した誘電体アンテナ１のうちの何れか１つが設けられていることである。アンテナ以外の通信機の構成には様々なものがあり、ここでは、アンテナ以外の通信機構成は何れの構成をも採用してよく、その説明は省略する。

この第４実施形態例の通信機は、第１〜第３の実施形態例に示した誘電体アンテナのうちの一つの誘電体アンテナが設けられているので、誘電体アンテナ１の小型化によって、通信機の小型化を図ることができるし、また、誘電体アンテナ１の性能の安定化により、性能の信頼性が高い通信機を提供することができる。

なお、この発明は第１〜第４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、第１〜第４の各実施形態例では、放射電極３には、スリット８に加えて、そのスリット８から延びる仮想線Ｌv，Ｌv’上や仮想分岐線Ｌb上には電極孔１０が形成され、誘電体基体２からその電極孔１０を通って放射電極３の表面側に突き出た突出部１２が形成されていたが、例えば、放射電極３の共振周波数を下げる方向に変更することは無いと想定されスリット８の延長が無いと思われる場合には、電極孔１０および当該電極孔１０から突き出る突出部１２は設けなくともよい。

また、スリット８から延びる仮想線Ｌv，Ｌv’上や仮想分岐線Ｌb上に電極孔１０およびそれから突き出る突出部１２を設ける場合には、例えば、図６に示されるように、第１〜第４の各実施形態例に示した場合よりも数多く、電極孔１０およびそれから突き出る突出部１２を設けてもよい。また、それら複数の電極孔１０（突出部１２）は整列配置の形態で配設してもよい。これらの場合、放射電極３の共振周波数の設計変更に、より柔軟に対応することが可能となる。

さらに、第１〜第４の各実施形態例では、スリット８には、そのスリット長の一端側から他端側に掛けて、複数の突出部１２が間隔を介して飛び石状に配設されていたが、例えば、様々な設計変更を想定しても、スリット８が図７に示すＳ位置よりも短くなることはないと思われる場合には、突出部１２は、スリット８の一端側８ｂからＳ位置に至るまでの連続した形態であってもよい。

さらに、第１〜第４の各実施形態例では、給電タイプの放射電極３や、無給電タイプの放射電極１５は、その外周端縁部が全周に渡って突出部１３によって、誘電体基体２に押さえられていたが、例えば、複数の突出部が、給電タイプの放射電極３や無給電タイプの放射電極１５の外周端縁部に沿って分散配置され、それら突出部によって、給電タイプの放射電極３や無給電タイプの放射電極１５の外周端縁部を放射電極表面側から誘電体基体２に押さえる構成としてもよい。また、突出部１３を省略してもよい。

さらに、第２実施形態例では、放射電極３の外周端縁部の切り欠きの仮想形成線Ｋ上には、複数の電極孔１０およびそれから突き出た突出部１２が設けられていたが、例えば、その想定される切り欠きの大きさが小さくて、突出部１２を１つ設けるだけで、切り欠き端縁の放射電極部分の誘電体基体２からの剥がれを防止することができる場合には、その切り欠きの仮想形成線Ｋ上に電極孔１０および突出部１２を１つずつ設ける構成としてもよい。このように、放射電極３の外周端縁部の切り欠きの仮想形成線Ｋ上に配置する電極孔１０および突出部１２の数は限定されない。

さらに、第１〜第４の各実施形態例では、放射電極３は、誘電体基体２の上面のみに設けられていたが、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、放射電極３は、誘電体基体２の複数の面に渡って形成される構成としてもよい。なお、図８（ｂ）は、図８（ａ）の誘電体アンテナ１の展開図である。

そのように、放射電極３が誘電体基体２の複数の面に渡って形成される場合には、共振周波数制御用のスリット８も複数の面に渡って形成される構成としてもよい。もちろん、そのように放射電極３が誘電体基体２の複数の面に渡って形成される場合には、突出部１２は、複数の面に設けられる場合がある。

さらに、第３実施形態例では、給電タイプの放射電極３と、無給電タイプの放射電極１５とのうちの給電タイプの放射電極３にスリット８が設けられ、当該スリット８の形成部分に突出部１２が設けられる構成であったが、例えば、給電タイプの放射電極３に代えて、無給電タイプの放射電極１５に共振周波数制御用のスリット８が設けられる構成としてもよいし、また、給電タイプの放射電極３と無給電タイプの放射電極１５の両方に共振周波数制御用のスリット８をそれぞれ設ける構成としてもよく、そのスリット８の形成部分や、スリット８から伸びる仮想線上や仮想分岐線上や、切り欠きの仮想形成線上に第１や第２の各実施形態例に示したような突出部１２を設けてもよい。

さらに、第１〜第４の各実施形態例では、誘電体基体２は直方体状であったが、誘電体基体２の形状は直方体状に限定されるものではなく、例えば、図９（ａ）に示されるように、誘電体基体２は、誘電体アンテナ１を回路基板６に搭載したときに、誘電体基体２の一部が回路基板６から浮いた状態となるような形態であってもよいし、図９（ｂ）に示されるように、誘電体基体２は、一部に曲面を有する形態であってもよい。また、例えば携帯型電話機のように、誘電体アンテナ１が搭載される回路基板６の端部（トップ側端部）と、当該回路基板６を収容する通信機（携帯型電話機）の筐体の内壁面との間に、隙間が形成されている場合がある。例えば、図９（ｃ）に示されるように、誘電体アンテナ１は、その回路基板６のトップ側端部と筐体内壁面との間の隙間を利用した落とし込み構造と成していてもよい。

第１実施形態例の誘電体アンテナを説明するための模式図である。 図１に示すＡ−Ａ部分の断面を模式的に示した図である。 ウエルドラインを説明するためのモデル図である。 第２実施形態例を説明するための図である。 第３実施形態例を説明するための図である。 その他の実施形態例を説明するための図である。 スリット形成部分に設けた突出部のその他の形態例を示すモデル図である。 放射電極のその他の形態例を説明するための図である。 誘電体基体のその他の形態例を説明するためのモデル図である。 特許文献１に記載されているアンテナ構造を説明するための図である。

符号の説明

１ 誘電体アンテナ
２ 誘電体基体
３，１５ 放射電極
８ 共振周波数制御用のスリット
１２，１３ 突出部

Claims (8)

1. 誘電体基体の面上にアンテナ動作を行う放射電極がインサート成形又はアウトサート成形により一体成形されて成る誘電体アンテナにおいて、放射電極には当該放射電極の共振周波数制御用のスリットが形成され、そのスリットの少なくとも一部分を通して、誘電体基体を構成している誘電体材料の一部が放射電極の表面側に突出して突出部が形成され、その突出部の一部はスリット形成領域から放射電極表面上に食み出してスリット端縁の放射電極部分を誘電体基体に押さえていることを特徴とする誘電体アンテナ。
2. 誘電体基体を構成している誘電体材料の一部は、放射電極の少なくとも一部分の端面に沿って立ち上がって放射電極表面側に回り込んでおり、この放射電極表面側に回り込んだ誘電体材料によって、放射電極の端縁部は少なくとも一部分が誘電体基体に押さえられていることを特徴とする請求項１記載の誘電体アンテナ。
3. 誘電体基体からスリットを介し放射電極の表面側に突出した放射電極押さえ機能を持つ複数の突出部が、スリット長の一端側から他端側に掛けて互いに間隔を介して分散配置されており、前記突出部の食み出し方向の幅はスリット幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘電体アンテナ。
4. 放射電極には、共振周波数制御用のスリットに加えて、誘電体基体側から表面側に貫通する１つ以上の電極孔が、前記スリットから延びる仮想線上に、又は、当該仮想線上に加えてその仮想線から分岐する仮想分岐線上に配置されており、誘電体基体からその電極孔を通って放射電極の表面側に突出した突出部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の誘電体アンテナ。
5. 放射電極の外周端縁部の少なくとも一部には、誘電体基体側から表面側に貫通する１つ以上の電極孔が、共振周波数制御のための切り欠きの仮想形成線上に配置されており、誘電体基体からその電極孔を通って放射電極の表面側に突出した突出部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の誘電体アンテナ。
6. 誘電体基体は、熱可塑性樹脂に、当該樹脂よりも高い誘電率を持つ材料が付加された混合誘電体材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の誘電体アンテナ。
7. 誘電体基体には給電タイプの放射電極と無給電タイプの放射電極が設けられており、無給電タイプの放射電極は、給電タイプの放射電極と電磁結合して当該給電タイプの放射電極と共にアンテナ動作を行って複共振状態を作り出す構成と成し、給電タイプの放射電極と無給電タイプの放射電極のうちの一方又は両方には、共振周波数制御用のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の誘電体アンテナ。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の誘電体アンテナが設けられていることを特徴とする通信機。

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