JP2005094742A - Antenna device and communication equipment using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device in which a bandwidth is wide and an average gain is also high, and communication equipment using the same. <P>SOLUTION: An antenna device 80 comprises: a chip antenna 10 having a substrate 11, a first radiation electrode 12 formed on said substrate 11, a power-supplying electrode 13 connected to one end of said first radiation electrode 12, and a terminal electrode 14 connected to the other end; a mounting substrate 20 for packaging the chip antenna 10 on a non-ground portion; a second radiation electrode 40 formed on the chip antenna packaged side of the mounting substrate 20 or on a rear side opposed to the chip antenna packaged side, said second radiation electrode being connected to the terminal electrode 14 via a through hole 19 and having the other end which is an open end 41, and a cavity 30 existing between at least one of either the second radiation electrode 40 or the chip antenna 10 and a ground 21a of the mounting substrate 20 at the chip antenna packaged side, or a ground 21b on the rear side opposed to the chip antenna packaged side. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などに用いられ、特にデュアルバンド、トリプルバンド等のマルチバンドに対応できる小型で帯域幅の広いアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a small-sized and wide-band antenna device that can be used for a mobile phone, a wireless LAN (Local Area Network), and the like, and can particularly support multiband such as dual band and triple band.

携帯電話やパソコンなどの通信機器、電子機器に対する小型化の要請から、使用されるアンテナ装置も小型化する必要がある。そこで、誘電体や磁性体などの基体の表面或いは内部に、給電用電極、放射電極を設けたチップアンテナが使われるようになってきた。
一方、携帯電話のシステムには、例えば主に欧州で盛んなEGSM(Extended Global System for Mobile Communications)方式およびDCS(Digital Cellular System)方式、米国で盛んなPCS(Personal Communication Service)方式、日本で採用されているPDC(Personal Digital Cellular )方式などの時分割マルチプルアクセス（ＴＤＭＡ）を用いた様々なシステムがある。昨今の携帯電話の急激な普及に伴い、特に先進国の主要な大都市部においては各システムに割り当てられた周波数帯域ではシステム利用者を賄いきれず、接続が困難であったり、通話途中で接続が切断するなどの問題が生じている。そこで、利用者が複数のシステムを利用できるようにして、実質的に利用可能な周波数の増加を図り、さらにサービス区域の拡充や各システムの通信インフラを有効活用することが提唱されている。その為、１個のアンテナで２つ以上の周波数帯を共用するマルチバンド（multi-band）のニーズが増大している。例えば、携帯電話の多機能化のニーズに伴い、通話向けシステムであるセルラ（Cellular：国によって異なるが例えば送信周波数：824〜849 MHz、受信周波数：869〜894 MHz）と、位置検出の機能を果すＧＰＳ（Global Positioning System：中心周波数1575MHz帯）のデュアルバンド（dual-band）、また、あるいはＥＧＳＭ(送信周波数：880〜915MHz、受信周波数：925〜960MHz)と、ＤＣＳ（送信周波数：1710〜1785MHz、受信周波数：1805〜1880MHz）及びＰＣＳ（送信周波数：1850〜1910MHz、受信周波数：1930〜1990MHz）の各システムを取り扱うトリプルバンドに対応できるようなマルチバンド対応の小型アンテナ装置の実現が望まれている。 In response to the demand for miniaturization of communication devices such as mobile phones and personal computers, and electronic devices, it is necessary to miniaturize the antenna device used. Therefore, a chip antenna having a feeding electrode and a radiation electrode provided on the surface or inside of a substrate such as a dielectric or a magnetic material has been used.
On the other hand, for mobile phone systems, for example, the EGSM (Extended Global System for Mobile Communications) method and DCS (Digital Cellular System) method, which are popular in Europe, the PCS (Personal Communication Service) method, which is popular in the United States, are adopted in Japan. There are various systems using time division multiple access (TDMA) such as the PDC (Personal Digital Cellular) system. With the rapid spread of mobile phones in recent years, especially in major metropolitan areas in developed countries, it is difficult to connect system users in the frequency bands allocated to each system, making it difficult to connect, or connecting in the middle of a call There are problems such as disconnection. Therefore, it has been proposed that the user can use a plurality of systems to increase the number of frequencies that can be substantially used, and further expand the service area and effectively use the communication infrastructure of each system. For this reason, there is an increasing need for a multi-band in which two or more frequency bands are shared by one antenna. For example, in response to the need for multi-function mobile phones, cellular (Cellular: transmission frequency: 824 to 849 MHz, reception frequency: 869 to 894 MHz) varies depending on the country. The resulting GPS (Global Positioning System: center frequency 1575MHz band) dual-band, or EGSM (transmission frequency: 880-915MHz, reception frequency: 925-960MHz) and DCS (transmission frequency: 1710-1785MHz) , Reception frequency: 1805 to 1880 MHz) and PCS (transmission frequency: 1850 to 1910 MHz, reception frequency: 1930 to 1990 MHz), it is desired to realize a multi-band small antenna device that can handle triple bands. Yes.

従来、図２１に示すような、２つの放射電極を備えて２つの共振周波数に対応するチップアンテナを並設したデュアルバンドのアンテナ装置が提案された（例えば、特許文献１参照）。図２１において、アンテナ装置９０は、基板９１と、基板９１の一方主面９２ａに搭載された２つのチップアンテナ９３ａ、９３ｂで構成される。基板９１の一方主面９２ａには給電線９４と接地電極９５が形成されている。接地電極９５と２つのチップアンテナ９３ａ、９３ｂとは近接して配置される。給電線９４の一端は２つに分けられ、それぞれ２つのチップアンテナ９３ａ、９３ｂの給電用電極９６ａ、９６ｂに接続され、他端は高周波信号源（図示せず）に接続されている。チップアンテナ９３ａ、９３ｂの基体上に形成された放射電極の他端は開放端となり、各々、第１放射電極９７ａ、第２放射電極９７ｂを構成してアンテナ装置となしている。   Conventionally, as shown in FIG. 21, a dual band antenna device has been proposed in which two radiation electrodes are provided and chip antennas corresponding to two resonance frequencies are arranged in parallel (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 21, the antenna device 90 includes a substrate 91 and two chip antennas 93 a and 93 b mounted on one main surface 92 a of the substrate 91. A power supply line 94 and a ground electrode 95 are formed on one main surface 92 a of the substrate 91. The ground electrode 95 and the two chip antennas 93a and 93b are arranged close to each other. One end of the power supply line 94 is divided into two parts, which are connected to power supply electrodes 96a and 96b of the two chip antennas 93a and 93b, respectively, and the other end is connected to a high-frequency signal source (not shown). The other ends of the radiation electrodes formed on the bases of the chip antennas 93a and 93b are open ends, and the first radiation electrode 97a and the second radiation electrode 97b are configured to form an antenna device.

しかし、特許文献１のアンテナ装置では、長方体状のチップアンテナを２個用いている。小型化するために、チップアンテナ９３ｂを基板９１の他方主面９２ｂに搭載することも提案されているが、その場合、実装基板の厚みも加わって薄型化のニーズには合わない。また、このとき接地電極９５とチップアンテナ９３ａとの対向する面積の増加によりこれらの静電容量が大きくなることから帯域幅は減少方向となる。以上のことより、特許文献１では小型化・省スペース化と広帯域化の両立ができていなかった。   However, the antenna device of Patent Document 1 uses two rectangular chip antennas. In order to reduce the size, it has also been proposed to mount the chip antenna 93b on the other main surface 92b of the substrate 91. However, in this case, the thickness of the mounting substrate is added, which does not meet the needs for thickness reduction. At this time, since the electrostatic capacity increases due to an increase in the area where the ground electrode 95 and the chip antenna 93a face each other, the bandwidth decreases. From the above, Patent Document 1 cannot achieve both a reduction in size, space saving, and a wide band.

他方、特許文献２では、基体に形成された放射電極と、放射電極の一端が接続される給電用電極と、放射電極の他端が接続される端子電極とを備えたチップアンテナと、このチップアンテナを搭載し、その表面上に形成された放射導体を備えた実装基板とからなるアンテナ装置が開示されている。このアンテナ装置によればチップアンテナの放射電極と実装基板の放射導体とを接続するため、導体の実効長を長くすることができ、その結果アンテナ装置の放射電界が強くなり高利得及び広帯域幅が実現できるとある。   On the other hand, in Patent Document 2, a chip antenna including a radiation electrode formed on a base, a feeding electrode to which one end of the radiation electrode is connected, and a terminal electrode to which the other end of the radiation electrode is connected, and this chip There has been disclosed an antenna device including an antenna and a mounting substrate having a radiation conductor formed on the surface thereof. According to this antenna device, since the radiation electrode of the chip antenna and the radiation conductor of the mounting substrate are connected, the effective length of the conductor can be increased. As a result, the radiated electric field of the antenna device is strengthened, resulting in high gain and wide bandwidth. It can be realized.

さらに、特許文献３に開示されたアンテナ装置では、実装基板上に搭載したチップアンテナとこれに隣接する高周波回路との間のグランド部に切り欠き状のスリットを設けることが提案されている。このアンテナ装置の場合、切り欠きスリットによりチップアンテナから高周波回路側に流れる高周波電流の流れを抑制し、その結果放射特性を改善することができるとある。   Furthermore, in the antenna device disclosed in Patent Document 3, it has been proposed to provide a notch-shaped slit in the ground portion between the chip antenna mounted on the mounting substrate and the high-frequency circuit adjacent thereto. In the case of this antenna device, the notch slit suppresses the flow of high-frequency current flowing from the chip antenna to the high-frequency circuit side, and as a result, radiation characteristics can be improved.

特開平１１−４１１７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-4117 特開平１１−３３０８３０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-330830 特開２００１−２７４７１９号公報JP 2001-274719 A

従来のアンテナ装置においては、小型化・省スペース化と広帯域化の両立ができないという問題があった。その点で特許文献２では広帯域化の提案がなされているが、この場合低周波数帯域において帯域幅の劣化を抑えるだけでマルチバンドに対応できるものではなかった。また一方で、特許文献３のように切り欠きスリットによる高利得化の提案がなされているが、この場合はグランド電極上に流れる高周波電流の経路を特定するだけで広帯域化やマルチバンド化に対応できるものではなかった。
さらに、従来アンテナ基体に複数の放射電極を形成してマルチバンド化しようとする場合、各放射電極間に生じる静電容量のため、アイソレーションを保つことが困難になると言う問題があった。具体的には、放射電極間の静電容量が増加するほど、互いの高周波電流が反対方向に流れる結果、電磁波の放射を互いに弱め合うことになり、結果、利得（感度）が低下するという問題があった。即ち、マルチバンド対応のアンテナ装置にあっては、複数の周波数帯域においてそれぞれが広帯域且つ高利得であることが望ましいが、特許文献１、２共にそのような考慮はなく、その検討は途上であり課題として残されていた。
また、最近では健康面から、携帯電話等から入放射される電磁波が人体（頭部）に与える影響の軽減が重要視されてきており、電磁波吸収率（ＳＡＲ：Specific Absorption Rate）を低減するアンテナ装置が望まれている。 The conventional antenna device has a problem that it is impossible to achieve both a reduction in size and space saving and a wide band. In this regard, Patent Document 2 proposes a wide band. However, in this case, it is not possible to cope with multi-band only by suppressing the deterioration of the bandwidth in the low frequency band. On the other hand, as in Patent Document 3, a proposal has been made to increase the gain by using a notch slit. It was not possible.
Furthermore, when a plurality of radiation electrodes are conventionally formed on an antenna base to be multiband, there is a problem that it is difficult to maintain isolation due to capacitance generated between the radiation electrodes. Specifically, as the capacitance between the radiation electrodes increases, the high-frequency currents flow in opposite directions, resulting in weakening of the electromagnetic radiation, resulting in a decrease in gain (sensitivity). was there. That is, in a multi-band antenna device, it is desirable that each of a plurality of frequency bands has a wide bandwidth and a high gain. It was left as an issue.
In recent years, it has become important to reduce the influence of electromagnetic waves incident and radiated from mobile phones on the human body (head) for health reasons. An apparatus is desired.

そこで、本発明は、小型化・省スペース化を図ると共に、複数の周波数帯域においてもアイソレーション確保によって利得の低下を防ぐと共に、各周波数帯において帯域幅が広く且つ平均利得も高いマルチバンド対応のアンテナ装置及びこれを用いた通信機器の提供を目的とする。   Therefore, the present invention aims to reduce the size and space and to prevent a decrease in gain by ensuring isolation in a plurality of frequency bands, and to support a multiband that has a wide bandwidth and a high average gain in each frequency band. An object is to provide an antenna device and a communication device using the antenna device.

そこで、本発明のアンテナ装置は、基体と、該基体に形成された放射電極と給電用電極とを有するチップアンテナと、グランド部と非グランド部を有し、前記チップアンテナを非グランド部に搭載する実装基板と、該実装基板の非グランド部には導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極とを有し、前記第２の放射電極及び／又はチップアンテナと前記実装基板のグランド部との間に空間部分を設けたことを特徴としている。   Therefore, the antenna device of the present invention has a base, a chip antenna having a radiation electrode and a feeding electrode formed on the base, a ground portion and a non-ground portion, and the chip antenna is mounted on the non-ground portion. And a non-ground portion of the mounting substrate having at least one second radiation electrode formed of a conductor pattern, and the second radiation electrode and / or the chip antenna and the ground portion of the mounting substrate. It is characterized by providing a space part between the two.

本発明の一手段としては、図１、図９等に例示するように、基体１１と、該基体１１に形成された第１の放射電極１２と、該第１の放射電極１２の他端に接続された給電用電極１３と、前記第１の放射電極１２の一端が接続されるか、あるいは非接続にされた端子電極１４とを有するチップアンテナ１０と、グランド部２１（通常、表面の21aと裏面の21bを合わせて２１とするが、一方の面のみにある場合も含む。以下同様。）と非グランド部２２（表面の22aと裏面の22bを合わせて２２とする。以下同様。）を有し、前記チップアンテナ１０を非グランド部２２ａに搭載する実装基板２０と、該実装基板２０のチップアンテナ搭載面の非グランド部２２ａにあって前記端子電極１４に接続又は非接続にされ、他端が開放端４１ａとなる導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極４０とを有し、第２の放射電極４０及び／又はチップアンテナ１０と実装基板２０のグランド部２１ａとの間に溝穴３０からなる空間部分を設けたアンテナ装置８０である。   As one means of the present invention, as illustrated in FIG. 1, FIG. 9, etc., a base 11, a first radiation electrode 12 formed on the base 11, and the other end of the first radiation electrode 12 A chip antenna 10 having a connected feeding electrode 13 and a terminal electrode 14 to which one end of the first radiation electrode 12 is connected or disconnected, and a ground portion 21 (usually 21a on the surface) 21b on the back surface and 21b on the back surface, including the case on only one surface. The same shall apply hereinafter) and the non-ground portion 22 (22a on the front surface and 22b on the back surface will be combined with 22. The same shall apply hereinafter.) A mounting substrate 20 on which the chip antenna 10 is mounted on the non-ground portion 22a, and a non-ground portion 22a on the chip antenna mounting surface of the mounting substrate 20 that is connected to or disconnected from the terminal electrode 14. Conductor pattern whose other end is the open end 41a And at least one second radiating electrode 40 formed of a metal, and a space portion formed of a slot 30 between the second radiating electrode 40 and / or the chip antenna 10 and the ground portion 21 a of the mounting substrate 20. The antenna device 80 is provided.

本発明の別の一手段としては、図８、図１０、図１１、図１４、図１５に例示するように、基体１１と、該基体１１に形成された第１の放射電極１２と、該第１の放射電極１２の他端に接続された給電用電極１３と、前記第１の放射電極１２の一端が接続されるか、あるいは非接続にされた端子電極１４とを有するチップアンテナ１０と、グランド部２１と非グランド部２２を有し、前記チップアンテナ１０を非グランド部２２ａに搭載する実装基板２０と、該実装基板２０のチップアンテナ搭載面に対向する他の面の非グランド部２２ｂにあって前記端子電極１４に接続又は非接続にされ、他端が開放端４１ａとなる導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極４０とを有し、第２の放射電極４０及び／又はチップアンテナ１０と実装基板２０のグランド部２１との間に溝穴３０からなる空間部分を設けたアンテナ装置８０である。   As another means of the present invention, as illustrated in FIGS. 8, 10, 11, 14, and 15, a base body 11, a first radiation electrode 12 formed on the base body 11, A chip antenna 10 having a feeding electrode 13 connected to the other end of the first radiating electrode 12 and a terminal electrode 14 to which one end of the first radiating electrode 12 is connected or disconnected; A mounting substrate 20 having a ground portion 21 and a non-ground portion 22 and mounting the chip antenna 10 on the non-ground portion 22a, and a non-ground portion 22b on the other surface of the mounting substrate 20 facing the chip antenna mounting surface. And having at least one second radiation electrode 40 formed of a conductor pattern connected to or disconnected from the terminal electrode 14 and having the other end serving as an open end 41a, and the second radiation electrode 40 and / or Or chip antenna 1 An antenna device 80 having a space portion formed of slots 30 between ground portion 21 of the mounting board 20 and.

本発明の更に別の一手段としては図１６に例示するように、基体１１と、該基体１１に形成された第１の放射電極１２と、該第１の放射電極１２の他端に接続された給電用電極１３と、前記第１の放射電極１２の一端が接続されるか、あるいは非接続にされた端子電極１４とを有するチップアンテナ１０と、グランド部２１と非グランド部２２を有する実装基板２０と、該実装基板２０とは別体の副基板２５とを有し、当該副基板２５のアンテナ搭載面の非グランド部２２ａあるいは対向する他の面の非グランド部２２ｂには、前記端子電極に接続又は非接続にされ、他端が開放端４１ａとなる導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極４０を有し、前記副基板２５に前記チップアンテナ１０を搭載し、さらに当該副基板２５を前記実装基板２０から離間して装着し、前記第２の放射電極４０及び／又はチップアンテナ１０と前記実装基板２０のグランド部２１との間に空隙３５からなる空間部分を設けてなるアンテナ装置である。   As another means of the present invention, as illustrated in FIG. 16, the base 11, the first radiation electrode 12 formed on the base 11, and the other end of the first radiation electrode 12 are connected. A chip antenna 10 having a terminal electrode 14 to which one end of the first feeding electrode 13 and one end of the first radiation electrode 12 are connected or disconnected, and a mounting having a ground part 21 and a non-ground part 22 A substrate 20 and a sub-board 25 that is separate from the mounting board 20 are provided. The non-ground portion 22a on the antenna mounting surface of the sub-board 25 or the non-ground portion 22b on the other surface facing the terminal It has at least one second radiation electrode 40 that is connected to or disconnected from the electrode and is formed with a conductor pattern whose other end is the open end 41a, and the chip antenna 10 is mounted on the sub-board 25, and Sub-board 25 An antenna device that is mounted apart from the mounting substrate 20 and has a space portion made of a gap 35 between the second radiation electrode 40 and / or the chip antenna 10 and the ground portion 21 of the mounting substrate 20. is there.

上記において、チップアンテナと第２の放射電極を形成した面が対向する他の面の場合は、前記実装基板に搭載したチップアンテナの端子電極と、他の面の第２の放射電極との接続をスルーホールを用いて行うことが小型にする上で、また特性を安定させる上で望ましい。
また、実装基板に搭載したチップアンテナと、他の面に形成した第２の放射電極が上から見て重ならないように配置することにより帯域幅が広がるので望ましい。一方、逆に重なるように配置した場合は中心周波数が下がるので、これを利用して周波数調整を行うことができる。
また、前記溝穴を設けたことにより形成される実装基板の残存部が前記第２の放射電極の開放端側にあることは望ましい。これにより、アンテナ基体の小型化が可能である。
また、前記第１の放射電極の他端と給電用電極との間を非接続に形成することも出来る。 In the above, when the surface on which the chip antenna and the second radiation electrode are formed is the other surface facing each other, the connection between the terminal electrode of the chip antenna mounted on the mounting substrate and the second radiation electrode on the other surface It is desirable to use a through hole to reduce the size and stabilize the characteristics.
Further, it is desirable that the chip antenna mounted on the mounting substrate and the second radiation electrode formed on the other surface are arranged so as not to overlap each other when viewed from above because the bandwidth is widened. On the other hand, when they are arranged so as to overlap each other, the center frequency decreases, and this can be used to adjust the frequency.
Moreover, it is desirable that the remaining portion of the mounting substrate formed by providing the slot is on the open end side of the second radiation electrode. Thereby, the antenna base can be miniaturized.
Further, the other end of the first radiation electrode and the power supply electrode can be formed in a non-connected manner.

また、本発明では、図１、図９に例示するように、第２の放射電極４０の開放端４１ａが前記チップアンテナ１０の給電用電極１３に対して遠ざかるように第１の放射電極１２から延長するように第２の放射電極４０を形成することができる。この場合は、一つの共振モードではあるが広帯域を実現できるので、シングルバンド対応あるいは比較的近い複数の帯域、例えばＤＣＳとＰＣＳシステムの周波数帯をカバーするデュアルバンド対応のアンテナ装置に適している。
また、本発明は、図８、図１０、図１１、図１４、図１６に例示するように、第２の放射電極４０の他方の開放端４１ｂが前記チップアンテナ１０の給電用電極１３に対して近づくように端子電極１４から折り返して第２の放射電極４０を形成することができる。この場合は、第２の放射電極が双方向にあり２つの共振モードを有することから、お互いに離れている２つの帯域、例えばセルラーとＧＰＳをカバーするデュアルバンド対応、またあるいはＥＧＳＭと、ＤＣＳ、ＰＣＳをカバーするトリプルバンド対応のアンテナ装置に適している。
尚、上記においてチップアンテナ搭載面に対向する他の面に第２の放射電極を設けると述べているが、他の面は基板裏面に限らない。例えば、実装基板を積層基板となし、その中間層に第２の放射電極を設けること、若しくは他の層に第３、第４の放射電極を設けることによりデュアルバンド以上のマルチバンドに対応することも可能である。このようにチップアンテナ搭載面に対向する他の面、即ち、実装基板の裏面や多層基板の中間層に第２以下の放射電極を設けることができる。 In the present invention, as illustrated in FIGS. 1 and 9, the open end 41 a of the second radiating electrode 40 is separated from the first radiating electrode 12 so as to be away from the feeding electrode 13 of the chip antenna 10. The second radiation electrode 40 can be formed to extend. In this case, since a wide band can be realized although it is one resonance mode, it is suitable for an antenna device that supports a single band or a dual band that covers a plurality of relatively close bands, for example, the frequency bands of DCS and PCS systems.
Further, in the present invention, as illustrated in FIGS. 8, 10, 11, 14, and 16, the other open end 41 b of the second radiating electrode 40 is connected to the feeding electrode 13 of the chip antenna 10. The second radiation electrode 40 can be formed by folding back from the terminal electrode 14 so as to be closer. In this case, since the second radiation electrode is bi-directional and has two resonance modes, it corresponds to two bands separated from each other, for example, dual band covering cellular and GPS, or alternatively, EGSM and DCS, It is suitable for a triple band antenna device that covers PCS.
In the above description, the second radiation electrode is provided on the other surface facing the chip antenna mounting surface, but the other surface is not limited to the back surface of the substrate. For example, the mounting substrate is a laminated substrate, and the second radiation electrode is provided in the intermediate layer, or the third and fourth radiation electrodes are provided in the other layers, thereby supporting the multi-band of the dual band or more. Is also possible. In this way, the second and lower radiation electrodes can be provided on the other surface facing the chip antenna mounting surface, that is, the back surface of the mounting substrate or the intermediate layer of the multilayer substrate.

そして、本発明は、上記した何れかのアンテナ装置を搭載したことを特徴とする携帯電話等の通信機器である。   The present invention is a communication device such as a mobile phone, which is equipped with any of the antenna devices described above.

本発明のアンテナ装置において、空間部分を設けたとあるが、ここで言う空間部分とは基板に設けた溝穴や基板同士を離して設けることによって生じた空隙等が考えられる。溝穴３０は、実装基板２０に設けられた貫通穴、スロット、切欠きスリット等がある。また、残存部３１は溝穴３０以外の部分である。例えば、図１は、溝穴３０を実装基板２０内で完結する貫通穴（スロット）とし、残存部３１はその両端にある部分である。図６（ａ）は溝穴３０を実装基板２０の端部まで延びる切欠きとした例を、図６（ｂ）は丸穴を複数個、チップアンテナ１０及び第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａとの間に形成した例を示している。尚、本発明では貫通しない溝穴を用いても良いが、その場合よりも貫通穴とした溝穴を用いる場合の方が帯域幅の拡大効果は大きい。また、切欠きスリットでは残存部を第２の放射電極の開放端側に配置できないことがあるため望ましくない場合がある。また、溝穴などを設ける範囲は、チップアンテナ及び第２の放射電極とグランド部との間に設けることが望ましく、少なくとも第２の放射電極とグランド部間には溝穴等の空間部分を設けると良い。   In the antenna device of the present invention, it is said that a space portion is provided, but the space portion referred to here may be a slot provided in the substrate or a gap generated by providing the substrates apart from each other. The slot 30 includes a through hole, a slot, a notch slit and the like provided in the mounting substrate 20. Further, the remaining portion 31 is a portion other than the slot 30. For example, in FIG. 1, the slot 30 is a through hole (slot) that is completed within the mounting substrate 20, and the remaining portions 31 are portions at both ends thereof. 6A shows an example in which the slot 30 is a notch extending to the end of the mounting substrate 20, and FIG. 6B shows a plurality of round holes, the chip antenna 10, the second radiation electrode 40, and the chip antenna. The example formed between the ground parts 21a by the side of a mounting surface is shown. In the present invention, a slot that does not penetrate may be used, but the effect of expanding the bandwidth is greater when a slot that is a through hole is used. Further, the notched slit may be undesirable because the remaining portion may not be disposed on the open end side of the second radiation electrode. In addition, it is desirable to provide a slot or the like between the chip antenna and the second radiation electrode and the ground portion, and to provide a space portion such as a groove at least between the second radiation electrode and the ground portion. And good.

本発明に係るアンテナ装置は、第２の放射電極を設けることによって帯域幅が広がり、デュアルバンドやトリプルバンドに対応することが可能となる。このとき、チップアンテナ及び／又は第２の放射電極と、実装基板のグランド部との間に溝穴等の空間部を設けたことにより両者間の容量結合量が小さくなる。また第２の放射電極を実装基板の他の面（裏面）あるいは中間層等に設けた場合は、グランド部との離間距離がさらに増し両者間の容量結合がより小さくなる。これらによりＱ値が小さくなると共に、アイソレーションが保たれ共振電流の損失も小さくなる。その結果、帯域幅が広く利得の高いアンテナ装置となる。
また、本発明に係るアンテナ装置は、第２の放射電極を実装基板のチップアンテナ搭載面とは異なる他の面に設けたので、基板スペースを有効利用し、より小型化が可能となる。
本発明のアンテナ装置では、放射電極はアンテナ基体だけではなく実装基板の主面や裏面あるいは中間層等に分散して設けることができたので人体頭部に近接される電界分布の集中が緩和される。この結果、携帯電話から人体頭部に放射される電磁波の吸収が軽減されＳＡＲ値が小さくなる。
これら本発明により、小型かつＳＡＲ値の小さいデュアルバンドあるいはトリプルバンド等のマルチバンドに対応の通信機を実現できた。 The antenna device according to the present invention has a wide bandwidth by providing the second radiating electrode, and can support dual band and triple band. At this time, by providing a space portion such as a slot between the chip antenna and / or the second radiation electrode and the ground portion of the mounting substrate, the amount of capacitive coupling between them is reduced. When the second radiation electrode is provided on the other surface (back surface) or the intermediate layer of the mounting substrate, the distance from the ground portion is further increased, and the capacitive coupling between the two is further reduced. As a result, the Q value is reduced, the isolation is maintained, and the loss of the resonance current is also reduced. As a result, the antenna device has a wide bandwidth and a high gain.
In the antenna device according to the present invention, since the second radiation electrode is provided on another surface different from the chip antenna mounting surface of the mounting substrate, the board space can be effectively used and the size can be further reduced.
In the antenna device of the present invention, the radiation electrode can be provided not only on the antenna base but also on the main surface, back surface or intermediate layer of the mounting substrate, so that the concentration of electric field distribution close to the human head is reduced. The As a result, absorption of electromagnetic waves radiated from the mobile phone to the human head is reduced and the SAR value is reduced.
According to the present invention, a small-sized communication device compatible with multiband such as dual band or triple band having a small SAR value can be realized.

ここで本発明に係るアンテナ装置のアンテナ特性に及ぼす作用効果について説明する。
まず、広帯域化を図るためには、チップアンテナ及び／又は第２の放射電極と、実装基板のグランド部（チップアンテナ搭載面側のグランド部及び／又はチップアンテナ搭載面と反対側（裏面）のグランド部）との距離を離すことが重要である。本発明では距離を離すだけではなく溝穴を設けることにより広帯域化と高利得化に大きく関与することを知見した。本願発明では放射電極と電極間の容量成分で構成されるＬＣ共振回路のうち第１、第２の放射電極と実装基板のグランド電極との間で形成される静電容量、特に第２の放射電極とグランド電極との間で形成される静電容量がＱ値を支配していると考え、両者間に誘電率及び透磁率が１の空間部分である溝穴を設けることにより支配的な結合量を減少させＱ値を小さくしたことが特徴である。ここで溝穴の隔離長さ（溝穴の幅）としては共振周波数の1/20λ以下（λは波長）であること、高い周波数帯では1/10λ以下であることが望ましいことも知見した。また、一方でアンテナ装置の小型化について考えれば、第２の放射電極の開放端とグランド部との間には残存部を形成することが効果的である。即ち、残存部があることにより開放端との間に容量が装荷し易い状況を残しておき放射電極の、ひいてはアンテナ装置の小型化を図ることが出来るからである。このことも本発明では重要な特徴である。また、溝穴を設けることにより平均利得の向上にも効果的であることも分かった。以上により、小型化を図りつつ帯域幅が広く且つ平均利得も高いアンテナ装置とすることが出来る。尚、上記でチップアンテナとグランド部との間に溝穴を設けると述べているが、グランド部と離間させる対象は詳しくは第１の放射電極、給電用電極及び端子電極等の電極パターンである、本発明ではこれらを含めてチップアンテナと記載している。 Here, the effect of the antenna device according to the present invention on the antenna characteristics will be described.
First, in order to increase the bandwidth, the chip antenna and / or the second radiation electrode and the ground portion of the mounting substrate (the ground portion on the chip antenna mounting surface side and / or the side opposite to the chip antenna mounting surface (back surface)) It is important to keep a distance from the ground). In the present invention, it has been found that not only the distance is increased but also a slot is provided, which greatly contributes to a wide band and a high gain. In the present invention, the capacitance formed between the first and second radiation electrodes and the ground electrode of the mounting substrate in the LC resonance circuit composed of the radiation electrode and the capacitive component between the electrodes, particularly the second radiation. Considering that the electrostatic capacity formed between the electrode and the ground electrode dominates the Q value, a dominant coupling is achieved by providing a slot having a space portion with a permittivity and permeability of 1 between them. The feature is that the quantity is decreased and the Q value is reduced. It has also been found that the isolation length of the slot (width of the slot) is preferably 1 / 20λ or less (λ is the wavelength) of the resonance frequency, and preferably 1 / 10λ or less in a high frequency band. On the other hand, considering the downsizing of the antenna device, it is effective to form a remaining portion between the open end of the second radiation electrode and the ground portion. In other words, the presence of the remaining portion leaves a situation in which the capacity is easily loaded between the open end and the size of the radiation electrode, and hence the antenna device, can be reduced. This is also an important feature in the present invention. It has also been found that providing a slot is effective in improving the average gain. As described above, an antenna device having a wide bandwidth and a high average gain can be achieved while downsizing. Although it has been described above that a slot is provided between the chip antenna and the ground portion, the object to be separated from the ground portion is specifically an electrode pattern such as a first radiation electrode, a feeding electrode, and a terminal electrode. In the present invention, these are included as a chip antenna.

次に、本発明に係るアンテナ装置は、２つ以上の共振モードでお互いに離れている複数の帯域をカバーするマルチバンド化にも適している。マルチバンドに用いる場合には、実装基板に搭載したチップアンテナと、さらにチップアンテナと同一搭載面に形成した第２の放射電極、またはチップアンテナ搭載面の他の面に形成した第２の放射電極、あるいは多層基板、積層基板を用いる場合には中間層の表面に形成した第２の放射電極の少なくとも１つを組み合わせることで実施できる。即ち、第２、第３、第４・・・の放射電極を、チップアンテナ搭載面、チップアンテナ搭載面の反対面あるいは多層基板の中間層に線状導体パターンとして配置し、チップアンテナと組み合わせることにより、マルチバンドに対応させることができる。例えば、チップアンテナに形成した第１の放射電極の形状、長さ等を調節して第１の周波数帯域において共振するようになし、実装基板上に線状の導体パターンで形成した第２の放射電極の形状、長さ等を調節して第２の周波数帯域において共振するようになしデュアルバンド対応とすることができる。しかし、第１の放射電極と第２の放射電極の配置によっては複数の周波数帯域間でのアイソレーションがとれず、このため第１放射電極と第２放射電極の静電結合の増大によりアンテナからの電磁波の放射が妨げられる結果、利得が低下することがある。そこで、この点については第２の放射電極は実装基板の厚みを介してその裏面あるいは中間層に設けることが有効であり、これによってアイソレーションを確保できるようになした。   Next, the antenna device according to the present invention is also suitable for multi-band covering a plurality of bands separated from each other in two or more resonance modes. In the case of multiband use, the chip antenna mounted on the mounting substrate and the second radiation electrode formed on the same mounting surface as the chip antenna, or the second radiation electrode formed on the other surface of the chip antenna mounting surface Alternatively, when a multilayer substrate or a laminated substrate is used, it can be carried out by combining at least one of the second radiation electrodes formed on the surface of the intermediate layer. That is, the second, third, fourth,... Radiating electrodes are arranged as linear conductor patterns on the chip antenna mounting surface, the opposite surface of the chip antenna mounting surface, or the intermediate layer of the multilayer substrate, and combined with the chip antenna. Thus, it is possible to support multiband. For example, the first radiation electrode formed on the chip antenna is adjusted to resonate in the first frequency band by adjusting the shape, length, etc., and the second radiation formed on the mounting substrate with a linear conductor pattern. By adjusting the shape, length, etc. of the electrode, resonance can be achieved in the second frequency band so that dual band support can be achieved. However, depending on the arrangement of the first radiating electrode and the second radiating electrode, isolation between a plurality of frequency bands cannot be achieved. For this reason, an increase in electrostatic coupling between the first radiating electrode and the second radiating electrode causes the antenna to be separated from the antenna. As a result, the gain may be reduced. In view of this, it is effective to provide the second radiation electrode on the back surface or the intermediate layer through the thickness of the mounting substrate, thereby ensuring isolation.

さらに、第２の放射電極を介した２つの共振モードを利用するために給電を行うが、これにはその開放端を給電用電極側に近づけて結合を確実にすることが必要である。第１の共振モードは第１の放射電極の自己インダクタンスと、第１の放射電極と基板のグランド電極との間で形成される静電容量、第１の放射電極と第２の放射電極の相互間で形成される静電容量とでＬＣ共振回路が構成され、これらにより第１の共振モードが得られる。一方、第２の共振モードは第２の放射電極の自己インダクタンスと、第２の放射電極とグランド電極との間で形成される静電容量、第１の放射電極と第２の放射電極の相互間で形成される静電容量及び第２の放射電極の開放端と給電用電極との間で形成される静電容量とでＬＣ共振回路が構成され、第２の共振モードが得られる。よって、第２の放射電極の開放端は給電電極側により近づくように配置させることにより、２つの共振モードが確実なものとなる。このような電極配置も本発明の特徴である。
以上により、給電用電極から各共振回路に信号が入力されると、入力信号のエネルギーは第１の周波数帯と第２の周波数帯において共振し、その一部が空中に放射されて送信アンテナとして機能する。逆に受信波が入力されると各共振回路を介して電圧に変換されて受信アンテナとして機能する。 Furthermore, power is supplied in order to use two resonance modes via the second radiation electrode. For this purpose, it is necessary to bring the open end closer to the power supply electrode to ensure coupling. The first resonance mode includes the self-inductance of the first radiation electrode, the capacitance formed between the first radiation electrode and the ground electrode of the substrate, and the mutual relationship between the first radiation electrode and the second radiation electrode. The LC resonance circuit is configured by the capacitance formed between them, and thereby the first resonance mode is obtained. On the other hand, the second resonance mode includes the self-inductance of the second radiation electrode, the capacitance formed between the second radiation electrode and the ground electrode, and the mutual relationship between the first radiation electrode and the second radiation electrode. The LC resonance circuit is configured by the capacitance formed between the electrodes and the capacitance formed between the open end of the second radiation electrode and the power supply electrode, and a second resonance mode is obtained. Therefore, by arranging the open end of the second radiation electrode so as to be closer to the feeding electrode side, the two resonance modes are ensured. Such an electrode arrangement is also a feature of the present invention.
As described above, when a signal is input from the feeding electrode to each resonance circuit, the energy of the input signal resonates in the first frequency band and the second frequency band, and a part of the energy is radiated into the air as a transmitting antenna. Function. Conversely, when a reception wave is input, it is converted into a voltage via each resonance circuit and functions as a reception antenna.

上述してきた通り、第２の放射電極はチップアンテナの搭載面と同一面に形成しても良いし、裏面に設けることも出来る。裏面に形成した場合は基板裏面の導体パターンが、基板厚みを介して放射電極として機能するので基板厚みだけ、第１の放射電極との幾何学的平均距離が大きくなり、両者間の静電容量が減少する。その分両者間の結合が弱まりアイソレーションを確保でき、同時に帯域幅も広がる方向に作用する。例えば、チップアンテナの厚みは３ｍｍ程度であるが、チップアンテナを実装する基板実装基板（比誘電率εｒ＝５の銅張積層基板）を０．６ｍｍ程度の厚みのアンテナ装置にすれば、形成される静電容量における電極間の間隔が３ｍｍから３.６ｍｍになる。その結果、第２の放射電極と第１の放射電極との間の結合は弱まり実装面に設けた場合よりもさらに広帯域化が達成される。
また、副基板を別体で設け、これにチップアンテナや第２の放射電極を形成する場合は、上記した効果の他に、アンテナ装置だけを独立して組立てることが出来ることから実装基板側の設計の制約を考える必要がなく、設計や組立て上の取り扱いが容易となる。また液晶画面等に対して距離を置いて配置できるのでノイズや電磁波の影響を受け難い構造とすることが出来る。さらに、人体頭部からアンテナに発せられる電界放射を遠ざけることにより、ＳＡＲ値を大幅に低減できる効果も得られた。 As described above, the second radiation electrode may be formed on the same surface as the chip antenna mounting surface, or may be provided on the back surface. When formed on the back surface, the conductor pattern on the back surface of the substrate functions as a radiation electrode through the substrate thickness, so that the geometric average distance from the first radiation electrode is increased by the substrate thickness, and the capacitance between the two is increased. Decrease. As a result, the coupling between the two is weakened to ensure isolation, and at the same time the bandwidth increases. For example, although the thickness of the chip antenna is about 3 mm, it is formed if the substrate mounting substrate (copper-clad laminated substrate having a relative dielectric constant εr = 5) on which the chip antenna is mounted is an antenna device having a thickness of about 0.6 mm. The distance between the electrodes in the electrostatic capacity is 3 mm to 3.6 mm. As a result, the coupling between the second radiating electrode and the first radiating electrode is weakened, and a wider band is achieved than when the mounting surface is provided.
In addition, when the sub-board is provided separately and the chip antenna or the second radiation electrode is formed on the sub-board, in addition to the above-described effects, only the antenna device can be assembled independently. There is no need to consider design constraints, and handling in design and assembly becomes easy. In addition, since it can be placed at a distance from the liquid crystal screen or the like, a structure that is hardly affected by noise or electromagnetic waves can be obtained. Furthermore, the effect of greatly reducing the SAR value was obtained by keeping away the electric field radiation emitted from the human head to the antenna.

ところで本発明のアンテナ装置において、第１の放射電極と第２の放射電極との間には端子電極を設けている。このとき第１の放射電極の一端と端子電極との間、また端子電極と第２の放射電極との間はそれぞれ直接接続した構造をとることも出来るし、あるいは非接続の構造をとることもできる。前者の場合、第１の放射電極と端子電極は区別せず一体の導体パターンで構成すれば良いし、第２の放射電極との間は半田等で電気的に接続すればよい。また、第２の放射電極を基板裏面に設けた場合はスルーホールを用いると簡便で確実である。この場合もスルーホール内に半田等を充填しても良いし、しなくても良い。一方、後者の非接続の場合は、容量結合を形成し電極間の静電容量は逆に増加する。本発明は小型化を図りつつ放射電極間の容量結合量を調整するものであるが、この場合は小型化の観点から容量結合を増加させ放射電極の長さを短くしてチップアンテナ自体を小型にすることを意図している。このことは第２の放射電極の開放端とグランド部との間に基板残存部を残しておくことと同じ意図である。尚、場合によっては、第１の放射電極の他端と給電用電極との間を非接続に形成して容量結合を図ることも出来る。この場合の意図は、給電電極と放射電極に直列接続した静電容量により、給電側で広帯域のインピーダンス整合を図るためである。これによって、アンテナ給電側では外付けの整合回路が不要となることから、アンテナ周辺回路の簡素や電力損失の低減が図れるため、アンテナ回路全体の効率向上を実現できた。このように広帯域化や高効率化と小型化のバランスを図ることも本発明の特徴である。   By the way, in the antenna device of the present invention, a terminal electrode is provided between the first radiation electrode and the second radiation electrode. At this time, the first radiating electrode and the terminal electrode, and the terminal electrode and the second radiating electrode may be directly connected, or may be disconnected. it can. In the former case, the first radiating electrode and the terminal electrode may be configured by an integral conductor pattern without being distinguished from each other, and may be electrically connected to the second radiating electrode by solder or the like. Further, when the second radiation electrode is provided on the back surface of the substrate, it is simple and reliable if a through hole is used. In this case, solder or the like may be filled in the through hole. On the other hand, in the case of the latter non-connection, capacitive coupling is formed and the capacitance between the electrodes increases conversely. The present invention adjusts the amount of capacitive coupling between the radiation electrodes while reducing the size, but in this case, from the viewpoint of miniaturization, the capacitive coupling is increased, the length of the radiation electrode is shortened, and the chip antenna itself is reduced in size. Is intended to be. This is the same intent as leaving a substrate remaining portion between the open end of the second radiation electrode and the ground portion. In some cases, the other end of the first radiation electrode and the feeding electrode can be formed in a non-connected manner to achieve capacitive coupling. The intention in this case is to achieve broadband impedance matching on the power supply side by the capacitance connected in series with the power supply electrode and the radiation electrode. This eliminates the need for an external matching circuit on the antenna feeding side, so that the antenna peripheral circuit can be simplified and the power loss can be reduced, thereby improving the efficiency of the entire antenna circuit. Thus, it is also a feature of the present invention to achieve a balance between wide band, high efficiency and downsizing.

以下、本発明を図面に示す実施例によって具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明に係るアンテナ装置８０の一実施例を示す部分平面図である。実装基板２０は、グランド部用の電極パターンが形成されたグランド部２１、詳しくはチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ、チップアンテナ搭載面に対向する他の面（裏面）のグランド部２１ｂと、グランド部用の電極パターンの形成されない非グランド部２２、詳しくはチップアンテナ搭載面側の非グランド部２２ａ、チップアンテナ搭載面に対向する他の面の非グランド部２２ｂとからなる。ここで実装基板２０のグランド部２１ａの電極パターンの形成されない部分（非グランド部２２ａ）には、チップアンテナ１０と、実装基板２０のチップアンテナ１０搭載面に形成された線状の導体パターンで形成した第２の放射電極４０との、２つのアンテナ素子が形成され組み合わされる。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the examples shown in the drawings, but the present invention is not limited to these examples.
FIG. 1 is a partial plan view showing an embodiment of an antenna device 80 according to the present invention. The mounting substrate 20 includes a ground portion 21 on which an electrode pattern for the ground portion is formed, specifically, a ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side, a ground portion 21b on the other surface (back surface) facing the chip antenna mounting surface, The non-ground portion 22 in which the electrode pattern for the ground portion is not formed, specifically, a non-ground portion 22a on the chip antenna mounting surface side, and a non-ground portion 22b on the other surface facing the chip antenna mounting surface. Here, the portion (non-ground portion 22a) where the electrode pattern of the ground portion 21a of the mounting substrate 20 is not formed is formed by the chip antenna 10 and the linear conductor pattern formed on the chip antenna 10 mounting surface of the mounting substrate 20. Two antenna elements with the second radiation electrode 40 are formed and combined.

図２（ａ）は図１と同じく、チップアンテナ１０の搭載面側から見た部分平面図、図２（ｂ）はチップアンテナ１０の搭載面と反対側の他の面（裏面）から見た部分平面図である。このように、チップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０と、チップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ、同じくチップアンテナ搭載面と反対側（裏面）のグランド部２１ｂとの距離は離隔されている。従って、チップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ、並びにチップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面と反対側（裏面）のグランド部２１ｂとの結合を弱めている。それによりＱ値が低下し帯域幅を広げることができる。
更に、チップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ、チップアンテナ搭載面と反対側（裏面）のグランド部２１ｂとの間に溝穴３０を設けて、チップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ、並びにチップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面と反対側のグランド部２１ｂとの結合を一層弱めている。それにより帯域幅を一層広げることができる。
以上、図１、図２に示したアンテナ装置８０は、セルラ帯（８００ＭＨｚ）のシングルバンドに対応できるものである。基体１１に延長電極である第２の放射電極４０を直列接続し、アンテナ長を長くして８００ＭＨｚに共振させ、且つ溝穴３０により広帯域化した。 2A is a partial plan view seen from the mounting surface side of the chip antenna 10 as in FIG. 1, and FIG. 2B is a view seen from the other surface (back surface) opposite to the mounting surface of the chip antenna 10. It is a partial top view. In this way, the distance between the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side, and the ground portion 21b on the opposite side (back surface) from the chip antenna mounting surface is separated. Yes. Accordingly, the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side, and the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the chip antenna mounting surface on the opposite side (back surface). The coupling with the ground portion 21b is weakened. Thereby, the Q value is lowered and the bandwidth can be widened.
Further, a slot 30 is provided between the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side, and the ground portion 21b on the opposite side (back surface) from the chip antenna mounting surface, The chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side, and the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21b on the side opposite to the chip antenna mounting surface. The bond is weakened further. Thereby, the bandwidth can be further increased.
As described above, the antenna device 80 shown in FIGS. 1 and 2 can cope with a single band of a cellular band (800 MHz). A second radiation electrode 40, which is an extension electrode, was connected in series to the base 11, and the antenna length was increased to resonate at 800 MHz.

シングルバンド或いは一つの共振で比較的近い複数の帯域をカバーするデュアルバンド対応の場合には、表面実装型のチップアンテナが好ましい。図３に、この実施例で用いたチップアンテナ１０の模式図を示す。この例では図３（ａ）のヘリカルタイプのモノポールアンテナを用いており、基体１１と、基体１１に形成され一端が開放（開放端１５）となった放射電極１２と、放射電極１２の他端が接続された給電用電極１３とを有している。端子電極１４は、基本的に基体側面に設けられるが、チップアンテナ１０に形成された第１の放射電極１２を第２の放射電極４０と接続する場合に使用される。この場合、第１の放射電極１２の開放端１５と端子電極１４とは半田付けなどで接続しても良いし、また容量結合的に非接続としても良い。また、同様に端子電極１４と第２の放射電極との間も接続しても良いし非接続でも良い。非接続とすることにより容量を増やし放射電極長さを短く出来る。このことは以下の実施例でも同様である。
ヘリカルタイプのモノポールアンテナの代わりに例えば図３（ｂ）のようなL字状、コ字状、クランク状や図３（ｃ）のようなミアンダ状が用いられる。さらに（ｂ）と（ｃ）を組み合わせた形状も可能である。また台形状、階段状、曲線状等の構造を用いることもできる。ヘリカルやミアンダ構造にした場合、放射電極の長さを大きくすることができ、共振周波数の低い周波数まで対応できる。さらに実装基板側に延長して第２の放射電極を組み合わせることによりさらに低い周波数まで対応できる。この場合、線状の電極の幅、長さを調整することにより共振周波数を容易に調整できる。尚、本発明においては、第１の放射電極、給電用電極、端子電極とそれぞれ機能的な名称で表しているが、実際には電極はパターン印刷により一体形成することが多いので、これらの電極は機能的にも区別されるものではない。 In the case of a single band or a dual band that covers a plurality of bands that are relatively close by one resonance, a surface-mounted chip antenna is preferable. FIG. 3 shows a schematic diagram of the chip antenna 10 used in this embodiment. In this example, the helical monopole antenna shown in FIG. 3A is used. The base 11, the radiation electrode 12 formed on the base 11 and having one end open (open end 15), and other radiation electrodes 12 are used. It has the electrode 13 for electric power feeding with which the end was connected. The terminal electrode 14 is basically provided on the side surface of the substrate, and is used when the first radiation electrode 12 formed on the chip antenna 10 is connected to the second radiation electrode 40. In this case, the open end 15 of the first radiation electrode 12 and the terminal electrode 14 may be connected by soldering or the like, or may be disconnected by capacitive coupling. Similarly, the terminal electrode 14 and the second radiation electrode may be connected or not connected. By disconnecting, the capacity can be increased and the length of the radiation electrode can be shortened. The same applies to the following embodiments.
Instead of the helical type monopole antenna, for example, an L shape, a U shape, a crank shape as shown in FIG. 3B or a meander shape as shown in FIG. Further, a shape combining (b) and (c) is also possible. A trapezoidal shape, a stepped shape, a curved shape, or the like can also be used. In the case of a helical or meander structure, the length of the radiation electrode can be increased, and it is possible to cope with a low resonance frequency. Furthermore, by extending to the mounting substrate side and combining the second radiation electrode, even lower frequencies can be handled. In this case, the resonance frequency can be easily adjusted by adjusting the width and length of the linear electrode. In the present invention, the first radiating electrode, the power feeding electrode, and the terminal electrode are represented by functional names. However, in actuality, the electrodes are often integrally formed by pattern printing. Are not functionally distinguished.

チップアンテナ１０の基体１１に用いる材質としては、誘電体、磁性体、またはそれらの混合物などが使える。
チップアンテナ１０の基体１１に用いる材質として誘電体を用いる場合には、波長短縮効果によりチップアンテナ１０を小型化できる。比誘電率εｒ＝８のアルミナ系誘電体を用いることができるが、それに限定されるものではない。主成分がＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉの酸化物で構成され、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、ＴｉをそれぞれＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｒＯ、ＴｉＯ２に換算し、合計１００質量％としたとき、Ａｌ2Ｏ3換算で１０〜６０質量％、ＳｉＯ2換算で２５〜６０質量％、ＳｒＯ換算で７．５〜５０質量％、ＴｉＯ２換算で２０質量％以下のＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉを含有し、前記合計１００質量％に対し副成分として、Ｂｉ２Ｏ３換算で０．１〜１０質量％のＢｉを含有し、さらにＮａ２Ｏ換算で０．１〜５質量％のＮａ、Ｋ２Ｏ換算で０．１〜５質量％のＫ、ＣｏＯ換算で０．１〜５質量％のＣｏのうち少なくとも１種以上を含有しているものなどが使える。
また、チップアンテナ１０の材質として磁性体を用いる場合には、インダクタンスを大きくできるため、更に小型化できるとともに、さらにアンテナのＱ値は低下し広帯域化できる。
チップアンテナ１０の材質として誘電体と磁性体の混合物を用いる場合には、波長短縮効果によるアンテナの小型化と、アンテナのＱ値を低下できることによる広帯域化が可能である。尚、この実施例の基体１１の寸法は、幅４ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ３ｍｍである。 As a material used for the base 11 of the chip antenna 10, a dielectric material, a magnetic material, or a mixture thereof can be used.
When a dielectric is used as the material used for the base 11 of the chip antenna 10, the chip antenna 10 can be downsized due to the wavelength shortening effect. An alumina-based dielectric having a relative dielectric constant εr = 8 can be used, but is not limited thereto. The main component is composed of oxides of Al, Si, Sr, and Ti, and when Al, Si, Sr, and Ti are converted into Al 2 O 3 , SiO 2 , SrO, and TiO 2 , respectively, and the total amount is 100% by mass, terms of Al 2 O 3 10 to 60 wt%, 25 to 60 wt% in terms of SiO 2, from 7.5 to 50 mass% in terms of SrO, 20 mass% of Al in terms of TiO 2, Si, Sr, and Ti And 0.1 to 10% by mass of Bi in terms of Bi 2 O 3 as an accessory component with respect to the total of 100% by mass, and further 0.1 to 5% by mass of Na and K in terms of Na 2 O. 2 O conversion with 0.1 to 5 wt% of K, such as those containing at least one or more of 0.1 to 5 mass% of Co in terms of CoO can be used.
Further, when a magnetic material is used as the material of the chip antenna 10, since the inductance can be increased, the antenna can be further reduced in size, and the Q value of the antenna can be further lowered to widen the band.
When a mixture of a dielectric material and a magnetic material is used as the material of the chip antenna 10, it is possible to reduce the size of the antenna due to the wavelength shortening effect and to increase the bandwidth by reducing the Q value of the antenna. In addition, the dimension of the base | substrate 11 of this Example is width 4mm, length 10mm, and thickness 3mm.

チップアンテナ１０のインピ−ダンスマッチングは、給電線６１とチップアンテナ１０の間に図示しない整合回路を入れて調整することもできる。また、第２の放射電極４０の導体パターンの幅、長さや、実装基板２０との距離（基板厚さ）の調整などにより、インピーダンスマッチングをとることもできる。
また、導体パターンは、線状のものを印刷形成することが望ましいが、これは線状に限るものではなく、線の幅や長さには規制はなく、四角形、台形、三角形または曲面を有する種々の形状になることを妨げないものである。これらの形態は個々のアンテナ装置の状況や求める特性によって変化する。さらに導体パターンは、板金やフレキシブル基板などで放射電極となすことも出来る。板金を用いる場合には銅張り基板のエッチング工程が省略でき、フレキシブル基板を用いる場合には実装設計の自由度が向上する。 Impedance matching of the chip antenna 10 can be adjusted by inserting a matching circuit (not shown) between the feed line 61 and the chip antenna 10. Also, impedance matching can be achieved by adjusting the width and length of the conductor pattern of the second radiation electrode 40 and the distance (substrate thickness) from the mounting substrate 20.
In addition, it is desirable that the conductor pattern is printed in a linear shape, but this is not limited to a linear shape, and there is no restriction on the width or length of the line, and it has a quadrangle, trapezoid, triangle, or curved surface. It does not hinder various shapes. These forms vary depending on the situation of each antenna device and the required characteristics. Furthermore, the conductor pattern can be a radiation electrode made of sheet metal, a flexible substrate, or the like. When using sheet metal, the copper-clad substrate etching step can be omitted, and when using a flexible substrate, the degree of freedom in mounting design is improved.

この実施例の溝穴３０はチップアンテナ１０及び第２の放射電極４０とグランド電極２１（２１ａ、２１ｂ）との間のほぼ全長にわたって設けている。しかし、比較的結合が強い部分に溝穴を設けるだけでも十分である。この場合は第２の放射電極側の結合が強いのでこの領域にだけ設けるのでも良い。図６（ａ）は溝穴３０を実装基板２０の端部に延在する切欠きとした例を、図６（ｂ）は丸穴を複数個、チップアンテナ１０及び第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａとの間に形成した例を示す。その他、溝穴３０として、本発明の技術的思想の範囲内で、チップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ等との間を、貫通穴をもって離隔できれば、当業者は任意の形状を必要に応じて採用できる。
また、溝穴３０の形成方法は限定されるものではなく、専用金型の使用、パンチ、打ち抜き、鋸、ドリルなどで形成できる。例えば、図１に例示した溝穴３０は打ち抜きで、図６（ａ）に例示した溝穴３０は鋸で、図６（ｂ）に例示した溝穴３０はドリルで形成できる。 The slot 30 of this embodiment is provided over almost the entire length between the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 and the ground electrode 21 (21a, 21b). However, it is sufficient to provide a slot in a relatively strong portion. In this case, since the coupling on the second radiation electrode side is strong, it may be provided only in this region. 6A shows an example in which the slot 30 is a notch extending to the end of the mounting substrate 20, and FIG. 6B shows a plurality of round holes, the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40, The example formed between the ground portions 21a on the chip antenna mounting surface side is shown. In addition, as the slot 30, within the scope of the technical idea of the present invention, the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side are separated by a through hole. If possible, those skilled in the art can adopt any shape as necessary.
Moreover, the formation method of the slot 30 is not limited, It can form by use of a special metal mold | die, a punch, punching, a saw, a drill. For example, the slot 30 illustrated in FIG. 1 can be formed by punching, the slot 30 illustrated in FIG. 6A can be formed by a saw, and the slot 30 illustrated in FIG. 6B can be formed by a drill.

次に、図１に示すアンテナ装置８０のアンテナ特性を測定した結果について説明する。ネットワークアナライザから信号を入力して、０．７５〜０．９５ＧＨｚの周波数範囲について、周波数−ＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を測定した。溝穴３０の有る場合（本発明）と無い場合（比較例）について測定した。
ＶＳＷＲの測定方法について述べる。アンテナ測定用の実装基板の一端に設けた給電端子と、ネットワークアナライザの入力端子とを、同軸ケーブル（特性インピーダンス５０Ω）を介して接続し、前記給電端子においてネットワークアナライザ側からみた、アンテナの散乱パラメータ（Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を測定することにより、この値に基づいてＶＳＷＲを算出した。
図４に周波数−ＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示す。溝穴３０の有る場合（本発明）は、無い場合（比較例）に比べて１５〜２０％程度、広帯域化できている。すなわち、本発明の場合は広い周波数にわたったＶＳＷＲが１に近い良好な特性を示し、反射電力が１０％程度に相当するＶＳＷＲ＝２で（ａ）本発明と（ｂ）比較例を比べた場合、本発明によると帯域幅が１５〜２０％程度広がっていることが分かる。尚、ＶＳＷＲは、アンテナと送信機（あるいは受信機）との間での反射の大きさを表す指数である。最も反射が小さい場合が１で、このとき送信機からの供給電力は全く反射せずアンテナに効率よく送り出される。逆に、最も反射が大きい場合は無限大となり、供給電力は完全に反射され無効電力となる。 Next, the results of measuring the antenna characteristics of the antenna device 80 shown in FIG. 1 will be described. A signal was input from the network analyzer, and frequency-VSWR (voltage standing wave ratio) characteristics were measured for a frequency range of 0.75 to 0.95 GHz. The measurement was performed for the case with the groove 30 (present invention) and the case without the groove (comparative example).
A method for measuring VSWR will be described. An antenna scattering parameter as seen from the network analyzer side at the feed terminal is connected to the feed terminal provided at one end of the mounting board for antenna measurement and the input terminal of the network analyzer via a coaxial cable (characteristic impedance 50Ω). By measuring (Scattering Parameter), VSWR was calculated based on this value.
FIG. 4 shows frequency-VSWR (voltage standing wave ratio) characteristics. When the groove 30 is present (the present invention), the bandwidth can be increased by about 15 to 20% compared to the case without the groove (comparative example). That is, in the case of the present invention, VSWR over a wide frequency shows a good characteristic close to 1, and (a) the present invention is compared with (b) a comparative example at VSWR = 2 corresponding to a reflected power of about 10%. In this case, according to the present invention, it can be seen that the bandwidth is expanded by about 15 to 20%. The VSWR is an index representing the magnitude of reflection between the antenna and the transmitter (or receiver). The case where the reflection is the smallest is 1, and at this time, the power supplied from the transmitter is not reflected at all and is efficiently sent to the antenna. On the contrary, when reflection is the largest, it becomes infinite, and the supplied power is completely reflected and becomes reactive power.

図５は、図１に例示した実施例における周波数に対する平均利得曲線を示す。アンテナ効率を示すものである。溝穴３０を設けた本発明によるものと、溝穴３０の無い場合（比較例）とを併記している。図より本発明が比較例に比べて０．５〜１ｄＢくらい利得が向上していることが分かる。
平均利得の測定に際しては、電波無響暗室内で被試験アンテナ（送信側）の給電端子に信号発生器を接続し、前記アンテナから放射された電力を受信用基準アンテナで受信することにより測定した。被試験アンテナからくる受信電力をＰａとし、既知の利得Ｇｒを有する送信用基準アンテナにより測定した受信電力をＰｒとすると、被試験アンテナの利得Ｇａは、Ｇａ＝Ｇｒ×Pa／Ｐｒで表される。 FIG. 5 shows an average gain curve versus frequency for the embodiment illustrated in FIG. This shows the antenna efficiency. The case where the slot 30 is provided and the case where the slot 30 is not provided (comparative example) are shown together. From the figure, it can be seen that the gain of the present invention is improved by 0.5 to 1 dB as compared with the comparative example.
The average gain was measured by connecting a signal generator to the power supply terminal of the antenna under test (transmission side) in an anechoic chamber and receiving the power radiated from the antenna with a reference antenna for reception. . If the received power coming from the antenna under test is Pa and the received power measured by a transmission reference antenna having a known gain Gr is Pr, the gain Ga of the antenna under test is expressed as Ga = Gr × Pa / Pr. .

平均利得が向上した理由について述べる。チップアンテナ１０及び／又は第２の放射電極４０と、チップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａ及び／又はチップアンテナ搭載面と対向する他の面（例えば、裏面）のグランド部２１ｂとの間の距離が、溝穴３０の無い場合（比較例）と同一とした場合でも、本発明によると両者間の静電容量を大幅に減少できるからである。例えば、チップアンテナ１０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａとの間の距離を同一とした場合でも、本発明によると、チップアンテナ１０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａとの間に溝穴３０を設けたので、両者間の静電容量が大幅に減少すると共に互いの共振電流を打ち消す向きに流れる電流が減少した結果、電磁波の放射が効率よく行われ、利得が増加したものと考えられる。   The reason why the average gain has been improved will be described. The distance between the chip antenna 10 and / or the second radiation electrode 40 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side and / or the ground portion 21b on the other surface (for example, the back surface) facing the chip antenna mounting surface. However, even if it is the same as the case where there is no slot 30 (comparative example), according to the present invention, the capacitance between them can be greatly reduced. For example, even when the distance between the chip antenna 10 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side is the same, according to the present invention, a groove is formed between the chip antenna 10 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side. Since the hole 30 is provided, the capacitance between the two is greatly reduced and the current flowing in the direction to cancel each other's resonance current is reduced. As a result, the electromagnetic wave is efficiently radiated and the gain is increased. It is done.

図７は、本発明の他の実施例を示しチップアンテナ１０のみでアンテナ装置を形成した例である。チップアンテナ１０とチップアンテナ搭載面側のグランド部２１ａとの間に、溝穴３０を形成することにより広帯域化し、１５７５〜１８００ＭＨｚの広い周波数範囲で共振するようにして、主に北米の携帯電話規格であるＰＣＳ（Personal Communication Services）とＧＰＳの両方の周波数帯域をカバーし、デュアルバンドに用いるアンテナ装置８０を構成した例である。ＰＣＳの周波数帯域は１８００ＭＨｚであるのに対し、ＧＰＳの周波数帯域が１５７５ＭＨｚと比較的近いため、広帯域化すれば１個のチップアンテナ１０でデュアルバンドに対応できる。本発明では第２の放射電極を設けることが望ましい。しかし場合によっては第２の放射電極を設けなくても良い場合がある。例えば、アンテナが使われる周波数が単一周波数であり、かつ帯域幅が狭くてよい場合が挙げられる。このようなアンテナの設計では、第２の放射電極を設けず、チップアンテナの表面上に設けられた第１の放射電極のみでも、所要の仕様を満たすアンテナを実現可能である。それでも広帯域化が図られることは溝穴を設けたことによる効果であり、このことは本発明に含むと考える。   FIG. 7 shows another embodiment of the present invention in which an antenna device is formed by using only the chip antenna 10. Broadband by forming a slot 30 between the chip antenna 10 and the ground portion 21a on the chip antenna mounting surface side so as to resonate in a wide frequency range of 1575 to 1800 MHz. This is an example in which an antenna device 80 that covers both frequency bands of PCS (Personal Communication Services) and GPS and is used for dual band is configured. The frequency band of PCS is 1800 MHz, whereas the frequency band of GPS is relatively close to 1575 MHz. Therefore, if the bandwidth is increased, one chip antenna 10 can handle a dual band. In the present invention, it is desirable to provide a second radiation electrode. However, in some cases, the second radiation electrode may not be provided. For example, there is a case where the frequency at which the antenna is used is a single frequency and the bandwidth may be narrow. In such an antenna design, it is possible to realize an antenna satisfying the required specifications using only the first radiation electrode provided on the surface of the chip antenna without providing the second radiation electrode. Even so, widening the band is an effect of providing a slot, and this is considered to be included in the present invention.

図８は、チップアンテナ１０を実装基板２０の一方の主面に搭載し、第２の放射電極４０を実装基板２０の他方の面（裏面）に配置したものである。この例では端子電極１４を実装基板側に延長し、ここにスルーホール１９（実装側を黒丸、裏面側を白丸で示す）を設け、内部に充填した導電電極を介してチップアンテナ１０と第２の放射電極４０を接続したものである。この例はチップアンテナ１０の電極と第２の放射電極４０の電極との相互作用で８００ＭＨｚ帯のセルラと１５７５ＭＨｚ帯のＧＰＳとのデュアルバンド化を実現したものである。２つの共振周波数に対応させるには、セルラ側については第２の放射電極４０の一方の開放端４１ａを給電用電極から遠ざかるようにして有効電気長を延ばし低周波数帯域に対応させており、ＧＰＳ側については第２の放射電極４０の他方の開放端４１ｂを給電電極１３側に近づけて第２の共振モードを得やすいようにし、もう一つの高周波数帯域の共振モードを発生させている。つまり開放端４１ｂは給電用電極側に折り返して形成し、これによりＧＰＳの周波数帯域で共振モードを構成することが出来ている。また、グランド部２１から見てチップアンテナ１０よりさらに遠い位置に第２の放射電極を設けることによりグランド部２１ａ、２１ｂとの結合が弱まり、更に溝穴３０を設けることで広帯域化と高利得化を同時に実現している。   In FIG. 8, the chip antenna 10 is mounted on one main surface of the mounting substrate 20, and the second radiation electrode 40 is disposed on the other surface (back surface) of the mounting substrate 20. In this example, the terminal electrode 14 is extended to the mounting substrate side, and a through hole 19 (indicated by a black circle on the mounting side and a white circle on the back side) is provided in the terminal electrode 14. The radiation electrode 40 is connected. In this example, the dual band between the 800 MHz band cellular and the 1575 MHz band GPS is realized by the interaction between the electrode of the chip antenna 10 and the electrode of the second radiation electrode 40. In order to correspond to the two resonance frequencies, on the cellular side, one of the open ends 41a of the second radiation electrode 40 is moved away from the power supply electrode to extend the effective electrical length to correspond to the low frequency band. On the side, the other open end 41b of the second radiation electrode 40 is brought closer to the power supply electrode 13 side so that the second resonance mode can be easily obtained, and another resonance mode in the high frequency band is generated. In other words, the open end 41b is formed to be folded back toward the power feeding electrode, thereby forming a resonance mode in the GPS frequency band. Further, by providing the second radiation electrode at a position further away from the chip antenna 10 when viewed from the ground portion 21, the coupling with the ground portions 21a and 21b is weakened, and further providing the slot 30 increases the bandwidth and the gain. Is realized at the same time.

この実施例の場合、チップアンテナ１０と第２の放射電極４０とを、実装基板２０を挟んで対向させているので、チップアンテナ１０と第２の放射電極４０との間の静電容量を、実装基板２０の厚み分だけ減少できる。従って、アイソレーションが確保できると共に帯域幅やアンテナ利得をより向上できる。また、第２の放射電極４０とチップアンテナの配置関係は、通常本例のように上から見て重ならないように配置することが好ましい。重ねないことにより容量結合分の上昇がなく広帯域と高利得を維持できるからである。
また、第２の放射電極４０を、チップアンテナ１０を搭載する主面と対向する他の面、例えば裏面（多層基板を用いる場合には、中間層に形成しても良い）、に配置するため主面側にできた実装スペースを有効に利用できるし、あるいは実装面積を削減し小型化できる。また、第２の放射電極４０の寸法（幅、長さ）は自由に変更できるので、それによっても静電容量を自由に変更でき、中心周波数帯の変更などマルチバンドを容易に構成できる利点がある。そして、スルーホール１９を用いることにより基板表面と裏面の接続が簡便で且つ確実である。 In the case of this embodiment, since the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 are opposed to each other with the mounting substrate 20 interposed therebetween, the capacitance between the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 is The thickness can be reduced by the thickness of the mounting substrate 20. Therefore, isolation can be ensured and the bandwidth and antenna gain can be further improved. In addition, it is preferable that the second radiation electrode 40 and the chip antenna are arranged so that they do not overlap each other as seen from above, as in this example. By not overlapping, there is no increase in the amount of capacitive coupling, and a wide band and high gain can be maintained.
Further, the second radiation electrode 40 is disposed on the other surface facing the main surface on which the chip antenna 10 is mounted, for example, the rear surface (in the case of using a multilayer substrate, it may be formed in an intermediate layer). The mounting space on the main surface side can be used effectively, or the mounting area can be reduced and the size can be reduced. In addition, since the dimensions (width and length) of the second radiation electrode 40 can be freely changed, the electrostatic capacity can be freely changed accordingly, and there is an advantage that a multiband can be easily configured such as a change of the center frequency band. is there. By using the through hole 19, the connection between the front surface and the back surface of the substrate is simple and reliable.

図９は、チップアンテナ１０と第２の放射電極４０を実装基板２０の同一面上で、基体側面に形成した端子電極１４と第２の放射電極４０を対面させ半田接続したものでチップアンテナ１０と第２の放射電極４０を直交配置したものである。図１、２に例示したものに比べ、第２の放射電極４０の長さをより長くすることができ、アンテナ装置を８００ＭＨｚ帯のセルラなどにおいて、より広帯域化できる。この例では第２の放射電極４０とグランド部２１ａとの間にのみ溝穴３０を設けており、チップアンテナ１０との間には設けていない。しかし、チップアンテナ１０の第１の放射電極はヘリカル形状であることからもグランド部２１ａ、２１ｂとの結合はそれほど強くなく広帯域化に与える影響も少ない。チップアンテナの放射電極等の結合よりも基板側に設けた放射電極の方が結合が強いことが分かっており、従って、溝穴を設ける位置も第２の放射電極側を主体にした方が効率的である。強度上からもこの方が良いし、携帯電話や携帯型の情報端末などの基板では搭載スペースが限られるので、この様な配置が適している場合もある。   FIG. 9 shows the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 on the same surface of the mounting substrate 20 and the terminal electrode 14 formed on the side surface of the substrate and the second radiation electrode 40 facing each other and solder-connected. And the second radiation electrode 40 are arranged orthogonally. Compared to those illustrated in FIGS. 1 and 2, the length of the second radiation electrode 40 can be made longer, and the antenna device can have a wider band in an 800 MHz cellular band or the like. In this example, the slot 30 is provided only between the second radiation electrode 40 and the ground portion 21 a, and is not provided between the chip antenna 10. However, since the first radiating electrode of the chip antenna 10 has a helical shape, the coupling with the ground portions 21a and 21b is not so strong and has little influence on the broadband. It has been found that the coupling of the radiation electrode provided on the substrate side is stronger than the coupling of the radiation electrode of the chip antenna, etc. Therefore, it is more efficient that the position where the slot is provided is mainly on the second radiation electrode side. Is. This is preferable from the standpoint of strength, and since the mounting space is limited in a substrate of a mobile phone or a portable information terminal, such an arrangement may be suitable.

図１０は、チップアンテナ１０と第２の放射電極４０を、実装基板２０の表面と裏面に各々、直交配置し、スルーホール１９を介して基板表面のチップアンテナ１０と基板裏面の第２の放射電極４０を接続している。この例では第２の放射電極４０はチップアンテナ１０の搭載位置に関係無く延長形成できるので、第２の放射電極４０の長さをＬ字状に、より長くすることができ、アンテナ装置を８００ＭＨｚ帯のセルラと１５７５ＭＨｚ帯のＧＰＳなどのデュアルバンドに対応できるように、より広帯域化することが可能である。   In FIG. 10, the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 are arranged orthogonally on the front surface and the back surface of the mounting substrate 20, respectively, and the chip antenna 10 on the substrate surface and the second radiation on the back surface of the substrate via the through holes 19. The electrode 40 is connected. In this example, the second radiating electrode 40 can be extended regardless of the mounting position of the chip antenna 10, so the length of the second radiating electrode 40 can be made longer in an L shape, and the antenna device can be set to 800 MHz. It is possible to increase the bandwidth so as to be compatible with dual bands such as band cellular and GPS in the 1575 MHz band.

また、この実施例の場合、マルチバンド（共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・）のアンテナ装置にしたとき、高周波側での共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・の周波数ピッチの調整が容易であるという効果もある。これを図１０（ｂ）を用いて説明する。
第２の放射電極４０の部分４０ａの長さＬ１とチップアンテナ１０との直列共振モードは、低周波側での共振周波数を決定する主因子であり、他方の第２の放射電極４０の部分４０ｂの長さＬ２の部分とチップアンテナ１０との直列共振モードは高周波数側の共振周波数を決定する主因子である。これにより８００ＭＨｚ帯と１５７５ＭＨｚ帯の２つの共振モードが得られデュアルバンド対応が可能となる。さらに、第２の放射電極４０の部分４０ｂは、対向する面（基板表面）に配置されたチップアンテナ１０との結合が比較的強いことから、第２の放射電極４０の部分４０ｂの長さＬ２を変化させることによって、共振周波数ｆ１、ｆ２の周波数ピッチのそれぞれを調整することが可能である。例えば、低周波側ｆ１のみを低くして所望の周波数に調整する場合、Ｌ１を長くことにより周波数を調整すれば良いが、Ｌ１の長さは基板幅によって制限される。さらにｆ１を低周波側に調整するためには、チップアンテナ表面の第1放射電極を長くするが、この際、高周波側の共振周波数ｆ２も低くなってしまうため、Ｌ２を短くすることによりｆ２を元の周波数に戻して調整した。このように多周波アンテナの共振周波数を個々に調整することが図られた結果、通信機の安定性や信頼性が著しく向上した。尚、チップアンテナ１０の巻回数、巻回ピッチ、電極パターン形状などを変化させてもチップアンテナ１０と第２の放射電極４０の長さＬ２の部分４０ｂとの結合度を変化させることができ、これにより、共振周波数を制御することができる。
また、本例のように平面視、即ち上から見て第２の放射電極４０をチップアンテナ１０と重なるように配置すると、容量結合が増える分、周波数帯域は下がることになる。よって、このような重なり具合を増減することによって得ようとする中心周波数を調節することも可能である。
尚、第１の放射電極１２を構成するチップアンテナ１０と第２の放射電極４０との結合長さを調整してマルチバンド（共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・）のアンテナ装置を得ること、つまり共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の周波数ピッチを調整するという技術的思想は、この実施例にのみ限定されるものではなく、本発明に係るアンテナ装置の全てに適用できる。 In the case of this embodiment, when a multi-band (resonant frequency f 1 , f 2 , f 3 ...) Antenna device is used, the resonance frequencies f 1 , f 2 , f 3 . There is also an effect that the adjustment of the frequency pitch is easy. This will be described with reference to FIG.
The length L1 of the portion 40a of the second radiation electrode 40 and the series resonance mode of the chip antenna 10 are the main factors that determine the resonance frequency on the low frequency side, and the portion 40b of the other second radiation electrode 40. The series resonance mode of the portion of the length L2 and the chip antenna 10 is a main factor that determines the resonance frequency on the high frequency side. As a result, two resonance modes of the 800 MHz band and the 1575 MHz band are obtained, and dual band support is possible. Furthermore, since the portion 40b of the second radiation electrode 40 is relatively strong in coupling with the chip antenna 10 disposed on the opposing surface (substrate surface), the length L2 of the portion 40b of the second radiation electrode 40 is large. It is possible to adjust each of the frequency pitches of the resonance frequencies f 1 and f 2 by changing. For example, if adjusted to a desired frequency by lowering only the lower frequency f 1, it may be adjusted to frequencies by lengthening the L1, but the length of the L1 is limited by the width of the substrate. Further, in order to adjust f 1 to the low frequency side, the first radiation electrode on the surface of the chip antenna is lengthened. At this time, the resonance frequency f 2 on the high frequency side is also lowered, so that L2 is shortened. It was adjusted to return the f 2 to the original frequency. As a result of individually adjusting the resonance frequency of the multi-frequency antenna as described above, the stability and reliability of the communication device are remarkably improved. Note that the degree of coupling between the chip antenna 10 and the length L2 portion 40b of the second radiation electrode 40 can be changed even if the number of turns, the winding pitch, the electrode pattern shape, etc. of the chip antenna 10 are changed. Thereby, the resonance frequency can be controlled.
In addition, when the second radiation electrode 40 is arranged so as to overlap the chip antenna 10 in plan view, that is, as viewed from above, as in this example, the frequency band is reduced by the amount of capacitive coupling. Therefore, it is also possible to adjust the center frequency to be obtained by increasing / decreasing such overlap.
It should be noted that a multiband (resonant frequency f 1 , f 2 , f 3 ...) Antenna device by adjusting the coupling length between the chip antenna 10 constituting the first radiating electrode 12 and the second radiating electrode 40. The technical idea of adjusting the frequency pitch of the resonance frequencies f 1 , f 2 , f 3 is not limited to this embodiment, and can be applied to all the antenna devices according to the present invention. .

図１１は、チップアンテナ１０を実装基板２０の表面に搭載し、第２の放射電極４０を実装基板２０の裏面に各々配置した他の例である。基板実装面に延長した端子電極１４からスルーホール１９を介してチップアンテナ１０と裏面の第２の放射電極４０を接続している。この実施例では、第２の放射電極４０をアンテナ実装面と反対側の裏面でチップアンテナ１０の配置とずらして重ならないように設けている。これにより周波数帯域が上昇し、さらに第２の放射電極を折り返して給電電極側に近づくように長くできるので第２の共振モードが得やすい。また、両端形状の自由度があり周波数の調整がし易いという利点がある。
ここで、溝穴３０の幅ｗを変化させた場合の利得の変化について調べた。幅ｗは（1）１０ｍｍ（λ／３７．５）、（2）６ｍｍ（λ／６２．５）、（3）２ｍｍ（λ／１８７．５）と変えた。ここで、アンテナの共振周波数は８７０ＭＨｚ（λ＝３７５［ｍｍ］）である。その結果、大きな差はないが利得は（1）＞（2）＞（3）の順に良い結果となった。しかし、通常は基板の占有面積の制限もあるので溝穴の幅ｗは共振周波数のλ/20以下、高い周波数帯ではλ/10以下が望ましい。現実的には３〜５ｍｍで特性は得られる。
以上、本例によれば、第２の放射電極４０はグランド部２１からより遠くに配置され、且つ溝穴３０を設けたことにより８００ＭＨｚ帯のセルラと１５７５ＭＨｚ帯のＧＰＳなどのデュアルバンドにおいても、さらなる広帯域化かつ高利得化を実験により検証できた。 FIG. 11 shows another example in which the chip antenna 10 is mounted on the front surface of the mounting substrate 20 and the second radiation electrode 40 is disposed on the back surface of the mounting substrate 20. The chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 on the back surface are connected through the through hole 19 from the terminal electrode 14 extended to the substrate mounting surface. In this embodiment, the second radiation electrode 40 is provided on the back surface opposite to the antenna mounting surface so as not to be shifted from the arrangement of the chip antenna 10. As a result, the frequency band is increased, and the second radiating electrode can be folded back to be closer to the feeding electrode side, so that the second resonance mode can be easily obtained. Moreover, there is an advantage that the frequency can be easily adjusted because of the freedom of the shape of both ends.
Here, a change in gain when the width w of the slot 30 was changed was examined. The width w was changed to (1) 10 mm (λ / 37.5), (2) 6 mm (λ / 62.5), and (3) 2 mm (λ / 187.5). Here, the resonance frequency of the antenna is 870 MHz (λ = 375 [mm]). As a result, the gain was good in the order of (1)>(2)> (3), although there was no significant difference. However, since the area occupied by the substrate is usually limited, the width w of the slot is preferably λ / 20 or less of the resonance frequency and λ / 10 or less in the high frequency band. Actually, the characteristics can be obtained at 3 to 5 mm.
As described above, according to this example, the second radiation electrode 40 is arranged farther from the ground portion 21 and the slot 30 is provided, so that even in a dual band such as 800 MHz band cellular and 1575 MHz band GPS, Further broadening of the bandwidth and higher gain can be verified by experiments.

図１２、図１３に、溝穴の幅ｗを１０ｍｍとして試作した上記デュアルバンド用アンテナについて、セルラ、ＧＰＳの利得を測定した結果をそれぞれ示す。いずれの結果でも、通信帯域仕様において目標を満たす高い利得が得られていることを確認した。特に図１２に示したセルラにおいては、中心周波数８７０ＭＨｚでの平均利得は最大＋１ｄＢｉ、最小−１ｄＢｉであり、従来使われていたホイップ（Ｗｈｉｐ）型アンテナに比較しても、同等以上の高い性能が得られた。   FIG. 12 and FIG. 13 show the results of measuring the cellular and GPS gains of the dual-band antenna prototyped with a slot width w of 10 mm. In any of the results, it was confirmed that a high gain satisfying the target was obtained in the communication band specification. In particular, in the cellular shown in FIG. 12, the average gain at the center frequency of 870 MHz is a maximum of +1 dBi and a minimum of -1 dBi, which is equivalent to or higher than that of a conventionally used whip antenna. Obtained.

図１４は、矢印でチップアンテナ１０を搭載することを示すようにチップアンテナ１０を実装基板２０の表面に搭載し、第２の放射電極４０を実装基板２０の裏面に各々配置した例である。尚、２９の電極はチップアンテナを半田付けするための接続補強電極である。この実施例は上記してきた例と基本構成は同じであるが、第２の放射電極４０の中央部の形状をミアンダ状４５となし電極長さを稼いだ構成としている。このように第２の放射電極４０はスクリーン印刷手段などで基板上に容易に形成できる点で優れている。また、放射電極の導体パターンを形成後、これを絶縁膜で覆うことなども容易に出来るので好ましい。   FIG. 14 is an example in which the chip antenna 10 is mounted on the front surface of the mounting substrate 20 and the second radiation electrodes 40 are respectively disposed on the back surface of the mounting substrate 20 as indicated by the arrows indicating that the chip antenna 10 is mounted. Reference numeral 29 denotes a connection reinforcing electrode for soldering the chip antenna. In this embodiment, the basic configuration is the same as the above-described example, but the shape of the central portion of the second radiation electrode 40 is the meander 45 and the electrode length is increased. Thus, the second radiation electrode 40 is excellent in that it can be easily formed on the substrate by screen printing means or the like. In addition, it is preferable that the conductive pattern of the radiation electrode is formed and then covered with an insulating film.

図１５は、上記の実施例と同様にチップアンテナ１０を実装基板２０の表面に搭載し、第２の放射電極４０を実装基板２０の裏面に配置した例である。この例はチップアンテナに形成した第１の放射電極１２の他端と給電用電極１３との間を非接続にした例を示している。このように給電用電極１３と基板上の第２の放射電極の一端を接続し、この他端と第１の放射電極１２を接続する電極構造により、給電用電極１３と第１の放射電極の開放端との間を容量結合するように非接続することもできる。しかし、この実施例はこれまでの実施例とは逆に、まず給電用電極１３を第２の放射電極４０側に接続し、第２の放射電極４０を端子電極１４を介してチップアンテナ側の第１の放射電極１２に接続し、第１の放射電極１２の他端を開放端となした構成であると言える。即ち、図１５（ａ）の給電線６１はスルーホール１９ａを介して実装基板２０の裏面に形成した第２の放射電極４０の一端４１ｃに接続され、第２の放射電極４０の導体パターンは実装基板の裏面を他端４１ｄまで延出して延び、そこからスルーホール１９ｂを介して実装基板の主面側に置かれたチップアンテナ１０の端子電極１４に接続される。この端子電極１４は第１の放射電極１２に繋がっており、第１の放射電極１２はアンテナ基体の側面から上面に延びて開放端１２ａとなっている。この様な構成であっても本発明は上記実施例と同様に効果を得ることが出来る。   FIG. 15 is an example in which the chip antenna 10 is mounted on the front surface of the mounting substrate 20 and the second radiation electrode 40 is disposed on the back surface of the mounting substrate 20 in the same manner as in the above embodiment. This example shows an example in which the other end of the first radiating electrode 12 formed on the chip antenna and the feeding electrode 13 are not connected. Thus, the electrode structure for connecting the power supply electrode 13 and the first radiation electrode is connected to the one end of the second radiation electrode on the substrate and the other end is connected to the first radiation electrode 12. It can also be disconnected so as to capacitively couple between the open ends. However, in this embodiment, contrary to the previous embodiments, the feeding electrode 13 is first connected to the second radiation electrode 40 side, and the second radiation electrode 40 is connected to the chip antenna side via the terminal electrode 14. It can be said that the first radiation electrode 12 is connected and the other end of the first radiation electrode 12 is an open end. 15A is connected to one end 41c of the second radiation electrode 40 formed on the back surface of the mounting substrate 20 through the through hole 19a, and the conductor pattern of the second radiation electrode 40 is mounted. The back surface of the substrate extends to the other end 41d, and is connected to the terminal electrode 14 of the chip antenna 10 placed on the main surface side of the mounting substrate through the through hole 19b. The terminal electrode 14 is connected to the first radiating electrode 12, and the first radiating electrode 12 extends from the side surface of the antenna base to the upper surface to form an open end 12 a. Even if it is such a structure, this invention can acquire an effect similarly to the said Example.

図１６は、実装基板とは別に副基板を設け、この副基板にチップアンテナを搭載した例である。図１６（ａ）は実装基板と副基板及びチップアンテナの形態を示す斜視図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は副基板部分の上面図である。この実施例では、副基板２５は０．６ｍｍのＰＣＢ基板であり、その実装面にチップアンテナ１０を搭載している。放射電極１２の一端は、これまでの実施例と同様に端子電極１４を介して第２の放射電極４０に接続されており、本例の第２の放射電極４０は副基板２５の裏面に設けてスルーホール１９により接続される。一方の給電用電極１３側は、副基板側の給電電極６１を介して実装基板２０から立設する給電ピン６５に接続され、これは給電源６２へと繋がっている。本実施例では、副基板２５は給電ピン６５と他のピン６６を支柱として固定した例を示しているが、台座や他の部品に嵌め込む等種々構造をとることが出来る。最終的な構造としては空間に浮いた状態となっており、実装基板２０のグランド部２１ａとの間に空隙からなる空間部３５を形成する。このような空間部を有することにより、グランド部との結合量が減少するのでＱ値は小さくなり、結果、より広帯域化が図られる。さらに、第２の放射電極４０を、副基板２５の裏面に設けているので、チップアンテナ１０と第２の放射電極４０との間の静電容量を、副基板２５の厚み分だけ減少でき、アイソレーションが確保できると共に帯域幅やアンテナ利得をより向上できる構成である。
また、折畳式の携帯電話ではアンテナを搭載する基板を液晶ディスプレイの裏側あるいはキーボードの裏側に配置することが多い（図１８参照）。このとき本例のようにチップアンテナを搭載した副基板が立設されて液晶ディスプレイＬＤ等から、より遠い位置に配置されると、液晶ディスプレイ等のノイズの影響を受けることが少なくなり利得の向上効果もある。また、頭部からも遠ざかることになるのでＳＡＲ値の低減を図ることができる。さらに、別体の基板を実装基板に装着する構造であるから、アンテナメーカとしては副基板にチップアンテナを搭載した組立て品までを設計製造し、実装基板への装着は別途携帯電話メーカの組立工程で行えば良く、両者の製造効率が良くなり、部品管理等の合理化も図られる。また部品の交換やメンテナンスが必要な場合にも都合がよい。 FIG. 16 shows an example in which a sub-board is provided separately from the mounting board, and a chip antenna is mounted on the sub-board. FIG. 16A is a perspective view showing forms of a mounting board, a sub board, and a chip antenna, FIG. 16B is a side view thereof, and FIG. 16C is a top view of the sub board portion. In this embodiment, the sub-board 25 is a 0.6 mm PCB board, and the chip antenna 10 is mounted on its mounting surface. One end of the radiation electrode 12 is connected to the second radiation electrode 40 via the terminal electrode 14 in the same manner as in the previous embodiments, and the second radiation electrode 40 of this example is provided on the back surface of the sub-board 25. Are connected by through holes 19. One power supply electrode 13 side is connected to a power supply pin 65 erected from the mounting substrate 20 via a power supply electrode 61 on the sub-substrate side, which is connected to a power supply 62. In the present embodiment, the sub-board 25 is shown as an example in which the power supply pin 65 and the other pin 66 are fixed as support columns, but various structures such as fitting into a pedestal or other parts can be taken. The final structure is in a state of floating in the space, and a space portion 35 formed of a gap is formed between the mounting substrate 20 and the ground portion 21a. By having such a space portion, the amount of coupling with the ground portion is reduced, so the Q value is reduced, and as a result, a wider band is achieved. Furthermore, since the second radiation electrode 40 is provided on the back surface of the sub-board 25, the capacitance between the chip antenna 10 and the second radiation electrode 40 can be reduced by the thickness of the sub-board 25, In this configuration, isolation can be ensured and bandwidth and antenna gain can be further improved.
Further, in a folding cellular phone, a substrate on which an antenna is mounted is often arranged on the back side of the liquid crystal display or the back side of the keyboard (see FIG. 18). At this time, if the sub-board on which the chip antenna is mounted as shown in this example is erected and placed at a position farther from the liquid crystal display LD or the like, it is less affected by noise of the liquid crystal display or the like and the gain is improved. There is also an effect. In addition, since the distance from the head is also reduced, the SAR value can be reduced. Furthermore, because it is structured to mount a separate board on the mounting board, the antenna manufacturer designs and manufactures even an assembly product in which the chip antenna is mounted on the sub board, and mounting to the mounting board is a separate assembly process of the mobile phone manufacturer. Therefore, the manufacturing efficiency of both of them can be improved, and parts management and the like can be rationalized. It is also convenient when parts need to be replaced or maintained.

図１７は、実装基板を積層構造にした実施例である。実装基板２０は第1の層２０１と第２の層２０２及び第３の層２０３の３層を貼り合わせて構成しており、第１の層２０１の非グランド部２２ａ上にチップアンテナ１０を搭載し、第２の層２０２に第２の放射電極４０１を印刷形成し、第３の層２０３の裏面に第３の放射電極４０２を印刷形成し、チップアンテナの第１の放射電極１２と第２の放射電極４０１及び第３の放射電極４０２とをスルーホールを介して接続している。これらの放射電極によりトリプルバンド対応にすることが可能である。尚、本例のチップアンテナ１０では第１の放射電極１２は図３（ｂ）のクランク形状を一例として用いており、チップアンテナ１０とグランド部２１との間に全層に渡って溝穴３０を形成している。また、第２の層２０２にはグランド電極を設けてもまた設けなくても良い。   FIG. 17 shows an embodiment in which the mounting substrate has a laminated structure. The mounting substrate 20 is configured by bonding three layers of a first layer 201, a second layer 202, and a third layer 203, and the chip antenna 10 is mounted on the non-ground portion 22a of the first layer 201. Then, the second radiation electrode 401 is printed on the second layer 202, the third radiation electrode 402 is printed on the back surface of the third layer 203, and the first radiation electrode 12 and the second radiation of the chip antenna are printed. The radiation electrode 401 and the third radiation electrode 402 are connected through a through hole. These radiation electrodes can be adapted to a triple band. In the chip antenna 10 of this example, the first radiating electrode 12 uses the crank shape of FIG. 3B as an example, and the slot 30 extends between the chip antenna 10 and the ground portion 21 over the entire layer. Is forming. The second layer 202 may or may not be provided with a ground electrode.

次に、図１８、図１９は、アンテナ装置８０を携帯電話ＭＨに実装した一例であり、携帯電話の本体基板（キーボード側）２０の裏側に実装した構造の模式図である。このアンテナ装置は基本的には小型にできるので、液晶ディスプレイＬＤ側（例えば折り畳の上側）の実装基板に配置することも可能であるし、スピーカの周辺部、あるいはマイクの周辺部に実装することも可能である。しかし、どちらにしても実装基板の裏側に配置する。尚且つ空間を介して配置する方が人体頭部からの距離も遠くなるし、また、携帯電話を閉じている場合と開いた場合との両方の場合で、液晶ディスプレイ、スピーカ、マイク等の干渉部品から遠ざかって配置することが出来るのでアンテナ特性に与える影響が少なく望ましい。
また、図１８に示したように、携帯電話から放射される電磁波（高周波の電界強度）から人体頭部Ｈが近接した状態では一部の電磁波が人体に吸収される。この人体での吸収された電磁波の影響により、頭部方向の空間に放射される電磁波が弱められることから、この方向で利得の低下が起こるといった問題がある。さらに人体の電磁波吸収により、最近では健康への悪影響が懸念されており、比吸収率（ＳＡＲ）の法的規制が行われている。人体の電磁波吸収効果による利得低下を抑止すると共にＳＡＲ値の低減を図るためには、チップアンテナで発生する電界を人体頭部から出来る限り離すことが最も効果的な手段であり、このため本発明ではチップアンテナを本体基板に対し、人体頭部と反対面に実装することができるので好ましい。特に、実施例９で示したように副基板を別体にして設け、さらに距離を離すような支柱や台座を設けて、この上に副基板を装着するようにすればチップアンテナと液晶ディスプレイＬＤとの距離を更に取ることが出来るので望ましい。但し、チップアンテナを図１９に示すような携帯電話本体の中央部もしくはキーボードＫＢ側のマイク周辺部に実装することが可能であるならば、そのような配置を選択することが液晶ディスプレイＬＤから与えられるノイズ、またＳＡＲ値の低減の点で望ましいと言える。 Next, FIG. 18 and FIG. 19 are examples of the antenna device 80 mounted on the mobile phone MH, and are schematic diagrams of structures mounted on the back side of the main body substrate (keyboard side) 20 of the mobile phone. Since this antenna device can basically be made small, it can be arranged on a mounting substrate on the side of the liquid crystal display LD (for example, the upper side of the fold), or mounted on the periphery of the speaker or the periphery of the microphone. It is also possible. However, in any case, it is arranged on the back side of the mounting substrate. In addition, the distance from the head of the human body is greater when placed through the space, and interference from liquid crystal displays, speakers, microphones, etc., both when the mobile phone is closed and when it is opened. Since it can be arranged away from the components, it is desirable that it has little influence on the antenna characteristics.
In addition, as shown in FIG. 18, in the state where the human head H is close to the electromagnetic wave (high-frequency electric field strength) radiated from the mobile phone, a part of the electromagnetic wave is absorbed by the human body. Since the electromagnetic wave radiated to the space in the head direction is weakened due to the influence of the electromagnetic wave absorbed by the human body, there is a problem that the gain decreases in this direction. Furthermore, due to the absorption of electromagnetic waves by the human body, there are recently concerns about adverse health effects, and the specific absorption rate (SAR) is regulated by law. In order to suppress the gain reduction due to the electromagnetic wave absorption effect of the human body and to reduce the SAR value, it is the most effective means to separate the electric field generated by the chip antenna from the human head as much as possible. Then, it is preferable because the chip antenna can be mounted on the surface opposite to the human head with respect to the main body substrate. In particular, as shown in the ninth embodiment, if the sub-board is provided as a separate body, and further provided with a support and a pedestal that are separated from each other, and the sub-board is mounted thereon, the chip antenna and the liquid crystal display LD It is desirable because it can further take the distance. However, if the chip antenna can be mounted at the center of the mobile phone main body as shown in FIG. 19 or the microphone peripheral part on the keyboard KB side, such an arrangement is given from the liquid crystal display LD. It can be said that it is desirable in terms of noise generated and reduction of the SAR value.

本発明に係るアンテナ装置は、以上例示した実施例に限定されるものではない。
例えば、図２０は、本発明に係るアンテナ装置８０のその他の実施例を示すブロック図である。図２０（ａ）は、高周波信号源６２から給電線６１を介して給電用電極１３で並列にチップアンテナ１０ａ、１０ｂを接続し、給電用電極１３と反対側の端子電極１４を第２の放射電極４０と接続したアンテナ素子を組み合わせたアンテナ装置を示している。
また、図２０（ｂ）は、高周波信号源６２から給電線６１を介して給電用電極１３でチップアンテナ１０を接続し、給電用電極１３と反対側の端子電極１４を並列接続された２つの第２の放射電極４０ａ、４０ｂとに接続したアンテナ素子を組み合わせたアンテナ装置を示している。このような構成を上記した実施例にならって実装基板上に具現することによって本発明を実施することが出来る。 The antenna device according to the present invention is not limited to the embodiments exemplified above.
For example, FIG. 20 is a block diagram showing another embodiment of the antenna device 80 according to the present invention. In FIG. 20A, the chip antennas 10a and 10b are connected in parallel with the power supply electrode 13 from the high-frequency signal source 62 through the power supply line 61, and the terminal electrode 14 opposite to the power supply electrode 13 is connected to the second radiation. The antenna device which combined the antenna element connected with the electrode 40 is shown.
FIG. 20B shows two cases in which the chip antenna 10 is connected from the high-frequency signal source 62 through the power supply line 61 via the power supply electrode 13 and the terminal electrode 14 opposite to the power supply electrode 13 is connected in parallel. The antenna apparatus which combined the antenna element connected to the 2nd radiation electrodes 40a and 40b is shown. The present invention can be implemented by implementing such a configuration on a mounting substrate according to the above-described embodiment.

以上、本発明に係るアンテナ装置８０によると、帯域幅の広いアンテナ装置を得ることができ、シングルバンドのみならず、マルチバンド化することが容易である。例えば、ＧＳＭ（０．９ＧＨｚ）＋GPS＋PCS（１．８ＧＨｚ）＋DCS（１．９ＧＨｚ）、セルラ（０．８ＧＨｚ）＋ＰＣＳ（１．９ＧＨｚ）＋ＧＰＳ（１．５ＧＨｚ）＋．．．の携帯電話や、広帯域ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） (2GHz帯)、８０２．１１ａ（５ＧＨｚ帯）+８０２．１１ｂ（２．４ＧＨｚ）の無線LANなどの通信機器に使用することができる。   As described above, according to the antenna device 80 according to the present invention, an antenna device with a wide bandwidth can be obtained, and it is easy to make not only a single band but also a multiband. For example, GSM (0.9 GHz) + GPS + PCS (1.8 GHz) + DCS (1.9 GHz), cellular (0.8 GHz) + PCS (1.9 GHz) + GPS (1.5 GHz) +. . . It can be used for communication devices such as mobile phones and broadband wireless CDMA (Code Division Multiple Access) (2 GHz band), 802.11a (5 GHz band) + 802.11b (2.4 GHz) wireless LAN.

本発明に係るアンテナ装置によると、帯域幅の広いものを得ることができる。従って、このアンテナ装置を携帯電話に限らず、携帯端末、パソコン、自動車等の内部に搭載するＧＰＳ機器や無線LAN他、あらゆる無線通信機器への利用が可能である。   With the antenna device according to the present invention, a device with a wide bandwidth can be obtained. Therefore, this antenna device can be used not only for mobile phones but also for various wireless communication devices such as GPS devices and wireless LANs installed in mobile terminals, personal computers, automobiles and the like.

本発明に係るアンテナ装置の１実施例を示す部分平面図である。It is a fragmentary top view which shows one Example of the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の１実施例を示す部分平面図であり、図２（ａ）はチップアンテナチップ搭載面側、図２（ｂ）はチップアンテナ搭載面側と反対側（裏面）から見た部分平面図である。FIGS. 2A and 2B are partial plan views showing an embodiment of an antenna device according to the present invention, FIG. 2A is a chip antenna chip mounting surface side, and FIG. 2B is a side opposite to the chip antenna mounting surface side (back surface). FIG. 本発明に係るアンテナ装置に用いるチップアンテナの模式図である。It is a schematic diagram of the chip antenna used for the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の１実施例における周波数‐ＶＳＷＲ特性曲線図である。It is a frequency-VSWR characteristic curve figure in one Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の１実施例における周波数‐平均利得特性曲線図である。It is a frequency-average gain characteristic curve in one Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の別実施例を示す部分平面図であり、図６（ａ）は溝穴として切り欠きを設けた場合の部分平面図、図６（ｂ）は溝穴として複数の丸穴を設けた場合の部分平面図である。FIG. 6A is a partial plan view showing another embodiment of the antenna device according to the present invention, FIG. 6A is a partial plan view when notches are provided as slots, and FIG. 6B is a plurality of rounds as slots. It is a fragmentary top view at the time of providing a hole. 本発明に係るアンテナ装置の別の実施例を示す部分平面図である。It is a fragmentary top view which shows another Example of the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す部分平面図である。It is a partial top view which shows another Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す部分平面図である。It is a partial top view which shows another Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す部分平面図である。It is a partial top view which shows another Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す部分平面図である。It is a partial top view which shows another Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 図１１のアンテナ装置におけるセルラの利得測定結果を示す図である。It is a figure which shows the cellular gain measurement result in the antenna apparatus of FIG. 図１１のアンテナ装置におけるＧＰＳの利得測定結果を示す図である。It is a figure which shows the gain measurement result of GPS in the antenna apparatus of FIG. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す基板平面図とアンテナ斜視図である。It is the board | substrate top view and antenna perspective view which show another Example of the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す基板平面図とアンテナ斜視図である。It is the board | substrate top view and antenna perspective view which show another Example of the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を示す斜視図、側面図、上面図である。It is the perspective view, side view, and top view which show another Example of the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係る別のアンテナ装置の実施例を示す積層基板の展開図である。It is an expanded view of the laminated substrate which shows the Example of another antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置により人体頭部に電磁波が吸収する原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principle which electromagnetic waves absorb to a human body head with the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置を携帯電話に実装した一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example which mounted the antenna apparatus which concerns on this invention in the mobile telephone. 本発明に係るアンテナ装置のその他の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other Example of the antenna apparatus which concerns on this invention. 従来のアンテナ装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the conventional antenna device.

符号の説明Explanation of symbols

１０：チップアンテナ
１０ａ，１０ｂ：チップアンテナ
１１：基体
１２：第１の放射電極
１３：給電用電極
１４：端子電極
１５、５１ａ：開放端
１６：接地電極
１７：固定用電極
１９：スルーホール
２０：実装基板
２１ａ、２１ｂ：実装基板のグランド部
２２ａ、２２ｂ：実装基板の非グランド部
２５：副基板
３０：溝穴（空隙部）
３１：基板残存部（非空隙部）
３５：空隙部（空間部分）
４０：第２の放射電極
４１：開放端
５０：放射導体（金属箔版）
６０：チップ素子（非空隙部）
６１：給電線
６２：高周波信号源
６５：給電ピン
８０：アンテナ装置
Ｌ１、Ｌ２：第２の放射電極の長さ
ＭＨ：携帯電話
ＬＤ：液晶ディスプレイ
ＫＢ：キーボード
ＳＰ：スピーカ
ＭＩ：マイク 10: Chip antenna 10a, 10b: Chip antenna 11: Base 12: First radiation electrode 13: Feeding electrode 14: Terminal electrode 15, 51a: Open end 16: Ground electrode 17: Fixing electrode 19: Through hole 20: Mounting boards 21a and 21b: Mounting board ground parts 22a and 22b: Mounting board non-ground part 25: Sub board 30: Groove hole (gap)
31: Substrate remaining part (non-gap part)
35: void (space part)
40: Second radiation electrode 41: Open end 50: Radiation conductor (metal foil plate)
60: Chip element (non-void portion)
61: Feed line 62: High-frequency signal source 65: Feed pin 80: Antenna devices L1, L2: Length of second radiation electrode MH: Mobile phone LD: Liquid crystal display KB: Keyboard SP: Speaker MI: Microphone

Claims (13)

基体と、該基体に形成された放射電極と給電用電極とを有するチップアンテナと、グランド部と非グランド部を有し、前記チップアンテナを非グランド部に搭載する実装基板と、該実装基板の非グランド部には導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極とを有し、前記第２の放射電極及び／又はチップアンテナと前記実装基板のグランド部との間に空間部分を設けたことを特徴とするアンテナ装置。 A chip antenna having a base, a radiation electrode and a power feeding electrode formed on the base, a mounting board having a ground part and a non-ground part, and mounting the chip antenna on the non-ground part; and The non-ground portion has at least one second radiation electrode formed of a conductor pattern, and a space portion is provided between the second radiation electrode and / or the chip antenna and the ground portion of the mounting substrate. An antenna device characterized by that. 基体と、該基体に形成された第１の放射電極と、該第１の放射電極の他端に接続された給電用電極と、前記第１の放射電極の一端が接続又は非接続にされた端子電極とを有するチップアンテナと、グランド部と非グランド部を有し、前記チップアンテナを非グランド部に搭載する実装基板と、該実装基板のチップアンテナ搭載面の非グランド部にあって前記端子電極に接続又は非接続され、他端が開放端となる導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極とを有し、前記第２の放射電極及び／又はチップアンテナと前記実装基板のグランド部との間に溝穴からなる空間部分を設けたことを特徴とするアンテナ装置。 A base, a first radiation electrode formed on the base, a power supply electrode connected to the other end of the first radiation electrode, and one end of the first radiation electrode are connected or disconnected A chip antenna having a terminal electrode; a mounting substrate having a ground portion and a non-ground portion, the chip antenna being mounted on the non-ground portion; and the terminal on the non-ground portion of the chip antenna mounting surface of the mounting substrate At least one second radiating electrode connected to or disconnected from the electrode and formed with a conductor pattern having the other end being an open end, the second radiating electrode and / or the chip antenna and the ground of the mounting substrate An antenna device characterized in that a space portion made of a slot is provided between the antenna portion and the antenna portion. 基体と、該基体に形成された第１の放射電極と、該第１の放射電極の他端に接続された給電用電極と、前記第１の放射電極の一端が接続又は非接続にされた端子電極とを有するチップアンテナと、グランド部と非グランド部を有し、前記チップアンテナを非グランド部に搭載する実装基板と、該実装基板のチップアンテナ搭載面に対向する他の面の非グランド部にあって前記端子電極に接続又は非接続され、他端が開放端となる導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極とを有し、前記第２の放射電極及び／又はチップアンテナと前記実装基板のグランド部との間に溝穴からなる空間部分を設けたことを特徴とするアンテナ装置。 A base, a first radiation electrode formed on the base, a power supply electrode connected to the other end of the first radiation electrode, and one end of the first radiation electrode are connected or disconnected A chip antenna having a terminal electrode; a mounting substrate having a ground portion and a non-ground portion, the chip antenna being mounted on the non-ground portion; and a non-ground on the other surface of the mounting substrate facing the chip antenna mounting surface At least one second radiation electrode formed in a conductor pattern that is connected to or disconnected from the terminal electrode and whose other end is an open end, and the second radiation electrode and / or the chip antenna And an antenna device, wherein a space portion made of a groove is provided between the mounting substrate and a ground portion of the mounting substrate. 基体と、該基体に形成された第１の放射電極と、該第１の放射電極の他端に接続された給電用電極と、前記第１の放射電極の一端が接続又は非接続にされた端子電極とを有するチップアンテナと、グランド部と非グランド部を有する実装基板と、該実装基板とは別体の副基板を有し、当該副基板のアンテナ搭載面の非グランド部あるいは対向する他の面の非グランド部には、前記端子電極に接続又は非接続にされ、他端が開放端となる導体パターンで形成した少なくとも１つの第２の放射電極を有し、前記副基板に前記チップアンテナを搭載し、さらに当該副基板を前記実装基板から離間して装着し、前記第２の放射電極及び／又はチップアンテナと前記実装基板のグランド部との間に空隙からなる空間部分を設けてなることを特徴とするアンテナ装置。 A base, a first radiation electrode formed on the base, a power supply electrode connected to the other end of the first radiation electrode, and one end of the first radiation electrode are connected or disconnected A chip antenna having a terminal electrode; a mounting substrate having a ground portion and a non-ground portion; and a sub-board separate from the mounting substrate. The non-ground portion of the surface has at least one second radiation electrode connected or disconnected from the terminal electrode and formed in a conductor pattern with the other end being an open end, and the chip is formed on the sub-substrate. An antenna is mounted, and the sub-board is mounted apart from the mounting board, and a space portion including a gap is provided between the second radiation electrode and / or the chip antenna and the ground portion of the mounting board. It is characterized by Antenna equipment. 前記実装基板に搭載したチップアンテナの端子電極と他の面の第２の放射電極との接続をスルーホールで行うことを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。 5. The antenna device according to claim 3, wherein the terminal electrode of the chip antenna mounted on the mounting substrate and the second radiation electrode on the other surface are connected through a through hole. 前記実装基板に搭載したチップアンテナと、他の面に形成した第２の放射電極が上から見て重ならないように配置したことを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。 5. The antenna device according to claim 3, wherein the chip antenna mounted on the mounting substrate and the second radiation electrode formed on the other surface are arranged so as not to overlap each other when viewed from above. 前記実装基板に搭載したチップアンテナと、他の面に形成した第２の放射電極が上から見て重なるように配置したことを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。 5. The antenna device according to claim 3, wherein the chip antenna mounted on the mounting substrate and the second radiation electrode formed on another surface are arranged so as to overlap each other when viewed from above. 前記第２の放射電極の開放端が前記チップアンテナの給電用電極に対して遠ざかるように形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 1 to 7, wherein an open end of the second radiation electrode is formed so as to be away from a power feeding electrode of the chip antenna. 前記第２の放射電極の開放端が前記チップアンテナの給電用電極に対して近づくように形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, wherein an open end of the second radiation electrode is formed so as to approach a feeding electrode of the chip antenna. 前記溝穴を設けたことにより形成される基板残存部が前記第２の放射電極の開放端側にあることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 1 to 9, wherein a remaining substrate portion formed by providing the groove is on an open end side of the second radiation electrode. 前記第１の放射電極の他端と給電用電極との間を非接続にしたことを特徴とする請求項２〜１０の何れかに記載のアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 2 to 10, wherein the other end of the first radiation electrode and the power feeding electrode are disconnected. 基体と、該基体に形成され一端が開放となった放射電極と、該放射電極の他端が接続された給電用電極とを有するチップアンテナと、グランド部と非グランド部を有し前記チップアンテナを非グランド部に搭載した実装基板と、該実装基板のグランド部と前記チップアンテナとの間に形成した溝穴とを具備することを特徴とするアンテナ装置。 A chip antenna having a base, a radiation electrode formed on the base and having one end open; a power supply electrode to which the other end of the radiation electrode is connected; and the chip antenna having a ground part and a non-ground part An antenna device comprising: a mounting board on which a non-ground part is mounted; and a groove formed between the ground part of the mounting board and the chip antenna. 請求項１〜１２の何れかに記載のアンテナ装置を搭載したことを特徴とする通信機器。
A communication device comprising the antenna device according to claim 1.
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