JP2005286755A - チップアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、小型化を図りつつ広帯域の送受信を可能とし、実装基板への実装時、あるいは実装後の調整や大型化の負担を排除し、その使用を容易とするチップアンテナを供給することを目的とする。
【解決手段】本発明は、基体１と、基体１に設けられた第一及び第二アンテナ放射部２ａ、２ｂを有し、第一及び第二アンテナ放射部が長手方向に対して略垂直に配置され、基体１に第一及び第二アンテナ放射部２ａ、２ｂに給電する給電端子部を配置される構成により、高密度実装に最適で、電子機器の小型化を実現でき、更に多共振、広帯域であるアンテナを実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信やパーソナルコンピュータなどの無線通信を行う電子機器等に好適に用いられるチップアンテナに関するものである。

近年、携帯端末において、通話を行うためのホイップアンテナや内蔵アンテナを設け、各アンテナに加えて他の電子機器との間でデータの無線通信を行うためにアンテナを搭載するものが増えてきている。

また、ノートブックパソコンなどの携帯型モバイル電子機器においても、無線ＬＡＮなどを用いてデータ通信を無線で行うものが増えてきており、その電子機器内にアンテナを搭載するものも増えてきている。

更に、近年の携帯電話やノートブックパソコンなどは、小型化、低消費電力化が必須要件となっており、アンテナ装置の小型化が望まれる。また、近年の伝送容量の増加に伴いアンテナの広帯域化が求められている。更に、ＯＦＤＭ（直交周波数変調多重）などのようにマルチキャリア方式では、ますます広帯域化が求められている。

ここで、アンテナの広帯域化を実現するためにアンテナの負荷容量を増加させるために、アンテナの先端部に付加導体部を付加したアンテナが検討されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。図８は従来の技術におけるアンテナの斜視図であり、アンテナ素子の先端に付加導体部が付加されている場合が示されている。

１００はアンテナであり、１０１はメアンダアンテナ、１０２は給電部、１０３は付加導体である。メアンダアンテナ１０１は基板パターンなどで形成される。付加導体１０３はメアンダアンテナ１０１の先端部に形成され、先端部は開放端となっている。給電部１０２からは信号電流が供給され、供給された信号はメアンダアンテナ１０１の有する共振周波数にしたがって放射される。受信も同様である。このとき付加導体１０３が負荷容量となって、給電部１０２からみた負荷インピーダンスが増加して周波数曲線のピークが緩やかとなり、周波数帯域が拡大する。

また、これ以外にも、アンテナを実装基板に実装する際に、実装基板上にアンテナの開放部先端に大きな面積を有するパターン電極を形成しておき、これに容量成分を持たせることで、負荷容量を大きくし、広帯域化を図る事が行われていた。

これは、特に、多共振に対応するために複数のアンテナを共通の給電部に実装する際には、特に問題となり、基板側での負担や、これを実装し調整する負担が看過できないほどとなっていた。

図６、図７は従来の技術におけるアンテナの平面図である。図６及び図７に示すような、端子部、ヘリカル領域と非ヘリカル領域を有する基体とを有し、端子部と、ヘリカル領域が給電部側に、非ヘリカル領域が開放部側に配置される構成のチップアンテナが提案されている（例えば特許文献３参照）。これにより、基体に設けられたヘリカル領域と非ヘリカル領域とのそれぞれが発生するインダクタ成分と、容量成分により共振条件が発生して、これにより定まる共振周波数により、多共振化が実現される。
特開２００２−１２４８１２号公報 特開平１０−２４７８０６号公報

しかしながら、メアンダアンテナのようなパターンアンテナの先端の付加導体を形成する場合には、パターンアンテナ自体が大きな面積を必要とすることより、アンテナが大型化する問題があった。このため、広帯域化するために、アンテナが大型化し、さらには実装される電子機器の大型化につながるという問題があった。

また、近年の携帯端末やノートブックパソコンなどでは、一つの端末で複数の周波数の規格に対応するために、多共振のアンテナが求められることが必要である。このため、複数のアンテナを並列に並べた場合には、それぞれに別個の付加導体を必要とすることになり、アンテナが大型化し、これを組み込む機器の小型化が困難となる問題があった。

更に、アンテナを購入して実装するユーザー側で、基板をこれにあわせて設計したり、調整したりなどの手間が発生し、アンテナの実装形態に制限がかけられるなどの問題があった。また、アンテナ単体で、容量成分が完結していないために、基板側での要領値調整の負担が大きくなるなどの問題もあった。

更に、図６及び図７に示すようなチップアンテナでは、多共振化する為には複数のアンテナチップを必要とする。この様な場合、各々のチップアンテナは適切に調整されていても実装基板への実装精度のばらつきや実装状態などの差によって所望の性能を発揮できなくなる恐れがある。特に、高周波化する程、この影響は大きくなる。又、チップアンテナ実装用のランドも複数チップ分だけ必要となり、アンテナ部分全体の小型化の妨げとなる。

本発明は、小型化を図りつつ広帯域の送受信を可能とし、実装基板への実装時、あるいは実装後の調整や大型化の負担を排除し、その使用を容易とするチップアンテナを供給することを目的とする。

本発明は、基体と、基体に設けられた第一及び第二アンテナ放射部を有し、第一及び第二アンテナ放射部が長手方向に対して略垂直に配置され、基体に第一及び第二アンテナ放射部に給電する給電端子部を配置される構成とする。

本発明の構成により、小型化や薄型化が要求されるため、高密度実装が重要視される電子機器において、アンテナの実装スペースとして、基板や筐体の角部やコーナー部などの、デッドスペースを有効に活用して、余分な実装領域を必要とすることなく、電子機器の小型化などを阻害せずにアンテナを実装することができる。

更に、角部やコーナー部を有効活用できるとともに、筐体の先端部などにアンテナを配置することができるので、放射効率を向上させて、アンテナ性能を向上させることができる。

また、アンテナに複数の放射導体を設けることで、多共振を実現することができ、種々の規格に対応する必要のある場合に、複数の周波数に一つのアンテナで対応することができ、無線ＬＡＮや各種携帯端末などに最適である。

また、同一周波数とした場合には、ダイポールアンテナとできることで、ダイポールアンテナの特徴である、ヌル点の殆どない、無指向性の高いアンテナを実現することができ
る。

あるいは、近接周波数を共振周波数とすることで、近接する部分に共振点を配置できるため、結果として、これらの共振特性がつながって、広帯域なアンテナを実現することができるものである。

以上より、機器の小型化を阻害せず、高密度実装に最適で、かつ、多共振、あるいは広帯域なアンテナを容易に実現することができるものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、基体と、基体に設けられた第一及び第二アンテナ放射部を有し、第一及び第二アンテナ放射部が長手方向に対して略垂直に配置され、基体に第一及び第二アンテナ放射部に給電する給電端子部を配置されることを特徴とするチップアンテナであって、アンテナ実装基板において、アンテナ部分の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部が長手方向に対して鈍角で配置されることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナであって、機器の形状、デザインに適合した形状を実現することにより、アンテナ実装基板において、請求項１に記載のチップアンテナより、更に、アンテナ部分の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部が長手方向に対して鋭角で配置されることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナであって、機器の形状、デザインに適合した形状を実現することにより、アンテナ実装基板において、請求項１に記載のチップアンテナより、更に、アンテナ部分の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部が、第一及び第二アンテナ放射部基体の側面の全周に施された導電膜をトリミングしたヘリカル状の溝により形成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１に記載のチップアンテナであって、高精度の放射部を形成することができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部が、第一及び第二アンテナ放射部基体上に導電線を巻きまわして形成されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１に記載のチップアンテナであって、容易かつ低コストに放射部を形成することができる。

本発明の請求項６に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部基体の外周が、給電端子部が配置された基体に対して段差部を有していることを特徴とする請求項１〜５いずれか１記載のチップアンテナであって、実装性を容易にし、素子の強度を高めることができる。

本発明の請求項７に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部基体において、少なくともヘリカル状の放射部に保護膜が施されたことを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載のチップアンテナであって、素子の耐環境性を高めることができる。

本発明の請求項８に記載の発明は、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部の共振周波数が、略同一周波数であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のチップアンテナであって、ダイポールアンテナとすることができる。

本発明の請求項９に記載の発明は、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部の共振周波数が、相違する周波数であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のチップアンテナであって、多共振に対応することができる。

本発明の請求項１０に記載の発明は、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部の共振周波数が、近接周波数であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のチップアンテナであって、広帯域を実現することができるものである。

本発明の請求項１１に記載の発明は、基体と、基体に設けられた第一及び第二、第三アンテナ放射部を有し、第一及び第二アンテナ放射部及び、第二、第三アンテナ放射部が長手方向に対して略９０゜の角度で配置され、基体に第一及び第二、第三アンテナ放射部に給電する給電端子部を配置されることを特徴とするチップアンテナであって、アンテナ実装基板において、アンテナ部分の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

本発明の請求項１２に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部及び、第二、第三アンテナ放射部のいずれか一方が長手方向に対して鈍角で配置されることを特徴とする請求項１１に記載のチップアンテナであって、機器のアンテナ実装基板状の部品のレイアウトに適した形状を提供することができ、請求項に記載のチップアンテナより、更に、アンテナ実装基板において、アンテナ部分の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

本発明の請求項１３に記載の発明は、第一及び第二アンテナ放射部及び、第二、第三アンテナ放射部のいずれか一方が長手方向に対して鋭角で配置されることを特徴とする請求項１１に記載のチップアンテナであって、機器のアンテナ実装基板状の部品のレイアウトに適した形状を提供することができ、請求項８に記載のチップアンテナより、更に、アンテナ実装基板において、アンテナ部分の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

本発明の請求項１４に記載の発明は、第一及び第二、第三アンテナ放射部が、第一及び第二、第三アンテナ放射部基体の側面の全周に施された導電膜をトリミングしたヘリカル状の溝により形成されていることを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１に記載のチップアンテであって、高精度の放射部を形成することができる。

本発明の請求項１５に記載の発明は、第一及び第二、第三アンテナ放射部が、第一及び第二、第三アンテナ放射部基体上に導電線を巻きまわして形成されることを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１に記載のチップアンテナであって、容易かつ低コストに放射部を形成することができる。

本発明の請求項１６に記載の発明は、第一及び第二、第三アンテナ放射部基体の外周が、給電端子部が配置された基体に対して段差部を有していることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか１記載のチップアンテナであって、実装性を容易にし、素子の強度を高めることができる。

本発明の請求項１７に記載の発明は、第一及び第二、第三アンテナ放射部基体において、少なくともヘリカル状の放射部に保護膜が施されたことを特徴とする請求項１１〜１５
いずれか１記載のチップアンテナであって、素子の耐環境性を高めることができる。

本発明の請求項１８に記載の発明は、第一および第二および第三アンテナ放射部における共振周波数が略同一周波数であることを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１記載のチップアンテナであって、ダイポールアンテナとすることができる。

本発明の請求項１９に記載の発明は、第一および第二および第三アンテナ放射部における共振周波数が相互に相違する周波数であることを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１記載のチップアンテナであって、多共振に対応することができる。

本発明の請求項２０に記載の発明は、第一および第二および第三アンテナ放射部における共振周波数が近接周波数であることを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１記載のチップアンテナであって、広帯域を実現することができる。

本発明の請求項１８に記載の発明は、チップアンテナと、チップアンテナと接続され送信信号を変調する変調部と、チップアンテナと接続され受信信号を復調する復調部と、動作を制御する制御部と、電源を供給する電源部と、これらを格納する筐体を有することを特徴とする電子機器であって、高速データ、大容量データの通信に最適な電子機器を実現することができる。

以下、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
まず、チップアンテナの形状、構造について説明し、更に、その動作について説明する。

図１、図３は本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの斜視図、図２は本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの平面図である。

１０はチップアンテナ、１は基体、２ａ、２ｂはアンテナ放射部、４ａ、４ｂは各々アンテナ放射部２ａ、２ｂに電気的に接続される端子部、また、３は端子部４ａ、４ｂと共に給電部を形成する基体電極部である。６ａ、６ｂは端子部４ａ、４ｂを電気的に切断する無電極部であり、結果として、５の独立電極を設けることができる。

まず、図１、図３を用いてチップアンテナを構成する各部の詳細について説明する。

まず、基体１について説明する。

基体１はチップアンテナ基部の素子を構成する形態を有するものであり、アルミナもしくはアルミナを主成分とするセラミック材料等の絶縁体もしくは誘電体などをプレス加工や注型成形等を施して形成される。なお、基体１の構成材料としては、フォルステライト、チタン酸マグネシウム系、チタン酸カルシウム系、ジルコニア・スズ・チタン系、チタン酸バリウム系、鉛・カルシウム・チタン系などのセラミック材料を用いてもよく、エポキシ樹脂などの絶縁抵抗の高い樹脂材料を用いても良い。実施の形態１では、強度や絶縁性或いは加工の容易性の面からアルミナもしくはアルミナを主成分としたセラミック材料が用いられている。更に基体１には全体に銅，銀，金，ニッケル等の導電材料で構成された導電膜が単層乃至複数積層され、導電性を有する表面が形成される。導電膜はめっき、蒸着、スパッタ、ペーストなどが用いられる。

また、同図では、基体１とアンテナ放射部２ａ、２ｂの接続部分に段差があるが、これ
は、必ずしも必要ではない。段差部を無くすことでチップアンテナの、小型化を図ることができるが、段差部があるものとは、基板実装時のランドパターンやリフロー条件などが異なってくる。さらに段差部が設けられることで、実装時にアンテナ放射部がアンテナ実装基板の表面から距離を持つことが可能となり、特性の劣化を防ぐことが可能になる。このとき段差部を基体１の一部の面に対してのみおこなってもよく、全面に渡って段差部を設けても良い。

さらに、基体１の角部には面取りが施されていることが望ましい。欠けやチッピングなどの損傷を発生させることを防止することができるメリットがある。なお、基体１の表面のポアは１〜３０％（好ましくは８〜２３％）程度が好ましく、この程度のポアにより、めっき後の表面腐食などを防止することが可能となる。

続いてアンテナ放射部２ａ、２ｂについて説明する。アンテナ放射部２ａ、２ｂの基体自身は、基体１と同様に、アルミナもしくはアルミナを主成分とするセラミック材料等の絶縁体もしくは誘電体などを用いて、基体１と同時に、プレス加工や注型成形等を施して形成される。更にアンテナ放射部の基体には、基体１と同様に、全体に銅，銀，金，ニッケル等の導電材料で構成された導電膜が単層乃至複数積層され、導電性を有する表面が形成される。導電膜はめっき、蒸着、スパッタ、ペーストなどが用いられる。これらの導電材料も基体１と同時に形成することで、効率よく形成することができる。アンテナ放射部２ａ、２ｂの基体の表面のポアは１〜３０％（好ましくは８〜２３％）程度が好ましく、この程度のポアにより、めっき後の表面腐食などを防止することが可能となる。

また、アンテナ放射部２ａ、２ｂは図１に示すような角柱でも図３に示すような円柱であっても良く、その他の多角柱であっても良い。そして、その角部には面取りが施されていることが望ましい。欠けやチッピングなどの損傷を発生させることを防止することができるメリットがある。円柱の場合には、角部が存在しなくなるので耐衝撃性が高まるというメリットもある。

アンテナ放射部２ａ、２ｂは、λ／４型アンテナであってもよく、λ／２型アンテナであってもよいが、小型化をより促進するためにλ／４型アンテナが用いられることが多く、この場合にはチップアンテナ１０の近辺に存在するグランド面に生じるイメージ電流を利用して、送受信利得が確保される。このイメージ電流の利用を促すために、チップアンテナ１０の長手方向に垂直な端面を有するグランド面が存在することが好ましい。さらに、アンテナ放射部２ａ、２ｂは多共振化された放射部であっても良い。そして、図１では、アンテナ放射部２ａ、２ｂの各々の長手方向が概略９０゜で形成されているが、必ずしもこれにこだわる必要はない。チップアンテナ１０が搭載される携帯端末やノートブックパソコンなどの外観デザインなどに合わせて、やや鈍角、やや鋭角に形成することもできる。この様な形状にすることで、機器の角の隅にチップアンテナ１０を搭載することができるため、アンテナの専有面積や体積を大幅に小さくすることが可能になる。

チップアンテナ１０の実装基板への搭載は、後述する、基体１上の基体電極部３とアンテナ放射部２ａ、２ｂに電気的に接続される端子部４ａ、４ｂを、基板パターンに、はんだ付けや導電性接着剤などを用いて電気的に接続することにより実現する。このため、基板パターンはチップアンテナ１０の基体１を実装するための面積だけが必要で、他は不要となる。このように、放射部の開放端側に基板パターンが不要となるため、実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることが可能になる。また、距離の短い基体部での実装となるため、基板のたわみやソリに強い実装状態を実現できるため、信頼性に優れるという効果が期待される。

アンテナ放射部２ａ、２ｂは、端子部４ａ、４ｂと各々、電気的に接続される。これら
の端子部、及び、端子部４ａ、４ｂから電気的に切断された独立電極５の電極形成も基体１の電極と同様に形成する事ができる。

一方、アンテナ放射部２ａ、２ｂに形成される放射部は、表面に形成された導電膜をレーザーなどでトリミングして、ヘリカル状に形成しても良いし、導電膜を形成せずに、銅線やアルミ線などの導電線をアンテナ放射部基体に巻きつけることで実現しても良い。なお、放射部は、導電膜をヘリカル状に形成すること、もしくは、銅線やアルミ線などの導電線をアンテナ放射部基体に巻きつけることによりインダクタ成分が発生するものであるから、その巻き数に依存してインダクタ成分の大きさが決定されるものである。巻き数が多ければインダクタ成分が大きくなり、巻き数が少なければインダクタ成分が小さくなる。アンテナの共振条件は、インダクタ成分の平方根に反比例して大きさが決まるので、より高周波を実現する場合には、巻き数を少なくし、低周波を実現する場合には、巻き数を多くすれば良い。これは放射部の巻き形状により電気長が決まることを考慮しても明らかである。

アンテナ放射部２ａ、２ｂ上には、保護膜（図示せず）を設けても良い。

保護膜が設けられることで、アンテナ放射部２ａ、２ｂ上の導電膜への損傷や巻き線部などの損傷を防止することが可能となる。特に、運搬時や実装時の衝撃や熱から守ることが可能となる。保護膜は表面に塗布したり、電着膜などにより実現される。あるいはチューブ状保護膜により、あらかじめチューブ状をした熱可塑性の保護材料で、アンテナ放射部２ａ、２ｂの周囲を覆って置き、熱収縮作用を利用して、保護膜を実現することもできる。

保護膜にはエポキシ樹脂などの樹脂材料が好適に用いられ、アンテナ放射部２ａ、２ｂの全面を覆ってもよく、あるいは少なくともヘリカル状の導電膜部分や巻き線部分のみを覆ってもよい。なお、塗布などにより保護膜が形成されると、放射部内部に保護膜が入り込み、保護膜が高誘電率の材料であるとアンテナの共振周波数を変動させる恐れがある。このため保護膜に用いる材料には、低誘電率のものが好ましい。ただし、ある程度保護膜の誘電率を考慮に入れた上で、放射部の形状、大きさを設計しておくことで、所望の周波数などのアンテナ特性を得ることができる。

なお、チューブ状保護膜を用いると、放射部内部に保護膜が流れ込まなくなる。これによりチューブ状保護膜を設けることにより、アンテナ特性の変動が生じにくいというメリットがある。この時、チューブ状保護膜としては樹脂製でしかも熱収縮性のあるものを選ぶことが好ましい。これは、アンテナ放射部２ａ、２ｂ上にチューブ状保護膜を被せ、熱処理することでチューブが収縮し、確実にチューブ状保護膜を形成することができるからである。

次に、給電部について説明する。

給電部は、基体１上の基体電極部３とアンテナ放射部２ａ、２ｂに電気的に接続される端子部４ａ、４ｂと、端子部４ａ、４ｂを基体電極部３から電気的に切断する無電極部６ａ、６ｂとからなるチップアンテナ給電部と、それぞれ、チップアンテナ１０を実装する基板に設けられた実装ランドなどにより形成され、給電部は給電源に接続されて、信号電流が供給され、あるいはチップアンテナ１０で受信された受信信号が受信されて伝達される。

給電源は、信号電流を給電する。あるいは、受信電流の受信を行い、ＲＦ回路などにより形成されており、例えば、ＲＦ回路とチップアンテナ１０を接続する同軸ケーブルや、
銅線、電極パターンなども含まれる。

以上のように、一つの基体１に、２つの放射部を略直角に形成したチップアンテナ１０は、実装基板において、実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることが可能で、基板のたわみやソリにも強く、優れた信頼性を実現することができる。

更に、小型化や薄型化が要求されるため、高密度実装が重要視される電子機器において、アンテナの実装スペースとして、基板や筐体の角部やコーナー部などの、デッドスペースを有効に活用して、余分な実装領域を必要とすることなく、電子機器の小型化などを阻害せずにアンテナを実装することができる。

更に、角部やコーナー部を有効活用できるとともに、筐体の先端部などにアンテナを配置することができるので、放射効率を向上させて、アンテナ性能を向上させることができる。

また、アンテナに複数の放射導体を設け、それぞれの第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部の共振周波数を異ならせることで、多共振を実現することができ、種々の規格に対応する必要のある場合に、複数の周波数に一つのアンテナで対応することができ、無線ＬＡＮや各種携帯端末などに最適である。

また、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部の共振周波数を、同一周波数とした場合には、ダイポールアンテナとできることで、ダイポールアンテナの特徴である、ヌル点の殆どない、無指向性の高いアンテナを実現することができる。

あるいは、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部の共振周波数を、近接する周波数を共振周波数とすることで、近接する部分に共振点を配置できるため、結果として、これらの共振特性がつながって、広帯域なアンテナを実現することができるものである。

以上より、機器の小型化を阻害せず、高密度実装に最適で、かつ、多共振、あるいは広帯域なアンテナを容易に実現することができるものである。

（実施の形態２）
実施の形態２においては、３つ以上のアンテナ放射部２ａ、２ｂ、２ｃを有するチップアンテナについて説明する。例えば、携帯電話での８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１．８ＧＨｚ、１．９ＧＨｚのそれぞれ、あるいは一部に対応するために、あるいは、無線ＬＡＮなどでの２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの両方に対応するためなどに、一つの電子機器で多数の周波数に対応したチップアンテナを実現する必要がある。

実施の形態２においてはこのような場合に、３つ以上のアンテナ放射部２ａ、２ｂ、２ｃからなるチップアンテナについて説明するものである。

図４は本発明の実施の形態２におけるチップアンテナの構成図である。

１１はチップアンテナ、１は基体、２ａ、２ｂ、２ｃはアンテナ放射部、３は基体電極部、４ａ、４ｂ、４ｃは端子部、５、７は独立した独立電極、６ａ、６ｂ、６ｃは基体電極部３と端子部４ａ、４ｂ、４ｃを電気的に切断する無電極部であり、それぞれの構成内容は、実施の形態１におけるチップアンテナと同様である。

なお、図４では、それぞれのアンテナ放射部２ａ、２ｂ、２ｃは、概略９０゜の角度で配置されているが、機器のアンテナ実装基板の部品レイアウトに応じて、それぞれ、やや
鈍角、やや鋭角に配置されても良いことは、実施の形態１と同様である。また、アンテナ放射部２ａ、２ｂ、２ｃが３つの場合について図示しているが、この発明の拡張の１つとして、４つ以上のアンテナ放射部が１つの基体に略、放射状に形成されても良い。

また、各々のアンテナ放射部２ａ、２ｂ、２ｃは、実施の形態１において説明したとおり、導電膜をレーザーや砥石などでトリミングして形成されてもよく、銅線などの導電線を巻きつけて形成されたものであってもよい。さらにアンテナ放射部２ａ、２ｂ、２ｃのアンテナ特性を相違させたものとすることで、異なる周波数に対応する多共振アンテナを実現できるものである。

また、それぞれに保護膜を形成することも好適である。

この様な構成とすることで、チップアンテナ１１の実質的な専有面積や体積を大幅に小さくすることができ、距離の短い基体部での実装となるため、基板のたわみやソリに強い実装状態が実現できるため、信頼性に優れるという効果が期待されることは、実施の形態１と同様であるが、実施の形態２に拠れば、さらに多共振化への対応が可能になる。

このように、本発明に拠れば、実装基板への負担が小さくなり、他の部品を含めた高密度実装を行うことが可能となって、チップアンテナ１１の小型化はもちろん、アンテナの専有面積や体積の小型化による機器の小型化、高信頼性化を実現することができる。

更に、角部やコーナー部を有効活用できるとともに、筐体の先端部などにアンテナを配置することができるので、放射効率を向上させて、アンテナ性能を向上させることができる。

また、アンテナに複数の放射導体を設け、それぞれの第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部、第三アンテナ放射部の共振周波数を異ならせることで、多共振を実現することができ、種々の規格に対応する必要のある場合に、複数の周波数に一つのアンテナで対応することができ、無線ＬＡＮや各種携帯端末などに最適である。

また、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部、第三アンテナ放射部の共振周波数を、同一周波数とした場合には、ダイポールアンテナとできることで、ダイポールアンテナの特徴である、ヌル点の殆どない、無指向性の高いアンテナを実現することができる。

あるいは、第一アンテナ放射部と第二アンテナ放射部、第三アンテナ放射部の共振周波数を、近接する周波数を共振周波数とすることで、近接する部分に共振点を配置できるため、結果として、これらの共振特性がつながって、広帯域なアンテナを実現することができるものである。

以上より、機器の小型化を阻害せず、高密度実装に最適で、かつ、多共振、あるいは広帯域なアンテナを容易に実現することができるものである。

（実施の形態３）
実施の形態３においては、実施の形態１もしくは実施の形態２で説明したチップアンテナ１０、１１が実装されたアンテナモジュールを、電子機器に適用した場合について説明する。

図５は本発明の実施の形態３における電子機器の構成図である。図５に示される電子機器は、ノートブックパソコンや、携帯端末、携帯電話などであり、実施の形態１や２において説明されたチップアンテナが組み込まれたものである。

３０は電子機器、３１は筐体、３２はＲＦ回路部、３３は給電源、３４は復調部、３５は変調部、３６は制御部、３７は表示部、３８は電源である。

筺体３１は例えば携帯電話の筺体であったり、ノートブックパソコンの筺体であったりする。また、図５に示されていない、メモリ部、ハードディスクや外部用記憶媒体などが含まれてもよいものである。

変調部３５は、送信に用いるアナログデータやデジタルデータを送信可能な状態に変調し、更にＲＦ回路部３２に高周波信号電流を供給する。復調部３４では、チップアンテナ１０及びＲＦ回路部３２で受信された信号に対して検波や復調が行われ、必要となるアナログデータやデジタルデータが取り出されて、音声、画像、データなどに再生され、表示部３７などに表示される。

復調データについては、必要に応じて誤り検出がなされる場合もある。例えば、巡回符号検査（以下、「ＣＲＣ」という）やパリティ符号などにより誤り検出がなされる。具体的には、送信側で付されるパリティ符号と、実際に復調されたデータの偶数パリティや奇数パリティなどとの一致を検出する。あるいは、復調されたデータについて生成多項式で除算して、剰余を確認することで検出される。誤りが検出された場合には、データの再送を要求するなどの処理が行われる。

あるいは、ビタビ復号やリードソロモン復号などの誤り訂正も行われ、データの再送要求などが不要となり、受信性能が高まる結果となる。

ここで、送信において必要なパワーアンプ、受信で使うローノイズアンプ、送受信の切り替えスイッチ、ノイズ除去のフィルタや、周波数選択のためのフィルタ、検波回路、ミキサーなどもそれぞれ実装され、それぞれディスクリート素子や、その一部、もしくは全部が集積回路で実現されている。これらを総称して、ＲＦ回路部３２という。

制御部３６は電子機器全体を制御するためのものであり、例えばＣＰＵなどが含まれており、時間制御、同期制御、回路ごとの処理手順制御などが実行される。例えば、ＣＰＵで実行されるプログラムにより実行される。電源３８はパック電池などが用いられ、内部回路や表示部３７などに電力が供給される。

ここで、変調部３５、復調部３４、制御部３６などは、ディスクリート素子で構成されてもよく、その一部、若しくは全部が集積化されたＩＣやＬＳＩなどで実現され、小型化や薄型化、低消費電力化が実現されても良い。あるいは、単一、もしくは複数のＣＰＵを用いて、処理の一部、もしくは全部をソフトウェアで処理してもよいものである。

このような電子機器の例である、携帯電話やＰＤＡのような携帯端末、あるいはノートブックパソコンなどでは、近年、８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１．８ＧＨｚ、１．９ＧＨｚ、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚなどの多共振に対応することが求められているため、本発明のチップアンテナを使うことは機器の小型化や高信頼性化に向けて、極めて有用である。

本発明は基体と、基体に設けられた複数の放射部と、複数の放射部を略垂直に配設し、基体に各々の放射部の給電部を構成した小型面実装のアンテナを提供することにより、携帯電話やノートパソコンなどの機器の小型化や高信頼性を実現することが必要な用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの斜視図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの平面図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの斜視図 本発明の実施の形態２におけるチップアンテナの平面図 本発明の実施の形態３における電子機器の構成図 従来の技術におけるアンテナの平面図 従来の技術におけるアンテナの平面図 従来の技術におけるアンテナの斜視図

符号の説明

１ 基体
２ａ、２ｂ、２ｃ アンテナ放射部
３ 基体電極部
４ａ、４ｂ、４ｃ 端子部
５、７ 独立電極
６ａ、６ｂ、６ｃ 無電極部
１０、１１ チップアンテナ
３０ 電子機器
３１ 筐体
３２ ＲＦ回路部
３３ 給電源
３４ 復調部
３５ 変調部
３６ 制御部
３７ 表示部
３８ 電源

Claims (21)

1. 基体と、
   前記基体に設けられた第一及び第二アンテナ放射部を有し、
   前記第一及び第二アンテナ放射部が長手方向に対して略垂直に配置され、
   前記基体に前記第一及び第二アンテナ放射部に給電する給電端子部を配置されることを特徴とするチップアンテナ。
2. 前記第一及び第二アンテナ放射部が前記給電端子部に接続される部分において、相互にその長手方向において鈍角で配置されることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
3. 前記第一及び第二アンテナ放射部が前記給電端子部に接続される部分において、相互にその長手方向において鋭角で配置されることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
4. 前記第一及び第二アンテナ放射部が、前記第一及び第二アンテナ放射部基体の側面の全周に施された導電膜をトリミングしたヘリカル状の溝により形成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１に記載のチップアンテナ。
5. 前記第一及び第二アンテナ放射部が、前記第一及び第二アンテナ放射部基体上に導電線を巻きまわして形成されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１に記載のチップアンテナ。
6. 前記第一及び第二アンテナ放射部基体の外周が、前記給電端子部が配置された前記基体に対して段差部を有していることを特徴とする請求項１〜５いずれか１記載のチップアンテナ。
7. 前記第一及び第二アンテナ放射部基体において、少なくともヘリカル状の放射部に保護膜が施されたことを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載のチップアンテナ。
8. 前記第一アンテナ放射部と前記第二アンテナ放射部の共振周波数が、略同一周波数であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のチップアンテナ。
9. 前記第一アンテナ放射部と前記第二アンテナ放射部の共振周波数が、相違する周波数であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のチップアンテナ。
10. 前記第一アンテナ放射部と前記第二アンテナ放射部の共振周波数が、近接周波数であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のチップアンテナ。
11. 基体と、
    前記基体に設けられた第一及び第二、第三アンテナ放射部を有し、
    前記第一及び第二アンテナ放射部及び、
    前記第二、第三アンテナ放射部が長手方向に対して略９０゜の角度で配置され、
    前記基体に前記第一及び第二、第三アンテナ放射部に給電する給電端子部を配置されることを特徴とするチップアンテナ。
12. 前記第一及び第二アンテナ放射部及び、
    前記第二、第三アンテナ放射部のいずれか一方が長手方向に対して鈍角で配置されることを特徴とする請求項１１に記載のチップアンテナ。
13. 前記第一及び第二アンテナ放射部及び、
    前記第二、第三アンテナ放射部のいずれか一方が長手方向に対して鋭角で配置されることを特徴とする請求項１１に記載のチップアンテナ。
14. 前記第一及び第二、第三アンテナ放射部が、前記第一及び第二、第三アンテナ放射部基体の側面の全周に施された導電膜をトリミングしたヘリカル状の溝により形成されていることを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１に記載のチップアンテナ。
15. 前記第一及び第二、第三アンテナ放射部が、前記第一及び第二、第三アンテナ放射部基体上に導電線を巻きまわして形成されることを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１に記載のチップアンテナ。
16. 前記第一及び第二、第三アンテナ放射部基体の外周が、前記給電端子部が配置された前記基体に対して段差部を有していることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか１記載のチップアンテナ。
17. 前記第一及び第二、第三アンテナ放射部基体において、少なくともヘリカル状の放射部に保護膜が施されたことを特徴とする請求項１１〜１５いずれか１記載のチップアンテナ。
18. 前記第一および第二および第三アンテナ放射部における共振周波数が略同一周波数であることを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１記載のチップアンテナ。
19. 前記第一および第二および第三アンテナ放射部における共振周波数が相互に相違する周波数であることを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１記載のチップアンテナ。
20. 前記第一および第二および第三アンテナ放射部における共振周波数が近接周波数であることを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１記載のチップアンテナ。
21. 前記チップアンテナと、
    前記チップアンテナと接続され送信信号を変調する変調部と、
    前記チップアンテナと接続され受信信号を復調する復調部と、
    動作を制御する制御部と、
    電源を供給する電源部と、
    これらを格納する筐体を有することを特徴とする電子機器。

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