JP2006270850A - Antenna component, its manufacturing method, and radio device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアンテナ部品及びその製造方法に関し、特に、誘電体ブロックに対して放射電極が高精度に位置決めされたアンテナ部品及びその製造方法に関する。また、本発明は無線装置に関し、誘電体ブロックに対して放射電極が高精度に位置決めされたアンテナ部品を用いた無線装置に関する。 The present invention relates to an antenna component and a manufacturing method thereof, and more particularly to an antenna component in which a radiation electrode is positioned with high accuracy with respect to a dielectric block and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to a radio apparatus, and more particularly to a radio apparatus using an antenna component in which a radiation electrode is positioned with high accuracy with respect to a dielectric block.
無線装置に用いられるアンテナ部品としては、特許文献1に開示されているように、誘電体ブロックと、その一方の主面に形成された放射電極と、誘電体基板の他方の主面に形成されたグランド電極と、誘電体ブロックの一方の主面から他方の主面へ貫通して配設された給電ピンとを備えたパッチアンテナが最も一般的である。
As disclosed in
また、他の構造を持つアンテナ部品として、特許文献2には、誘電体ブロックの一方の主面(放射電極が形成されている面)に、放射電極と所定のギャップを有する給電電極を設ける手法が提案されている。この構造によれば、誘電体ブロックを貫通する給電ピンを用いる必要がなくなることから、表面実装が容易となり、無線装置の小型化や低背化を実現することが可能となる。
しかしながら、特許文献1,2に記載されたアンテナ部品は、放射電極をスクリーン印刷法やパターニング法、転写法などにより形成する必要があることから、誘電体ブロックの公差、誘電体ブロックを固定する治具の公差、印刷機のバラツキなどによって、誘電体ブロックに対して放射電極の平面的な位置がずれる可能性があり、この場合、設計値通りの特性が得られないことがあった。つまり、特許文献1,2に記載されたアンテナ部品では、放射電極の端部と誘電体ブロックの端部との距離や角度にずれが生じるおそれがあり、さらに、特許文献1に記載されたアンテナ部品では、放射電極と給電ピンとの相対的な位置関係にもずれが生じるおそれがあった。
However, since the antenna parts described in
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであって、誘電体ブロックに対して放射電極が高精度に位置決めされたアンテナ部品及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an antenna component in which a radiation electrode is positioned with high accuracy with respect to a dielectric block and a method for manufacturing the antenna component.
また、本発明は、誘電体ブロックに対して放射電極が高精度に位置決めされたアンテナ部品を用いた無線装置を提供することを他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a radio apparatus using an antenna component in which a radiation electrode is positioned with high accuracy with respect to a dielectric block.
本発明によるアンテナ部品は、誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの一方の主面に形成された凹部と、前記凹部に埋め込まれた放射電極とを備えることを特徴とする。本発明によれば、放射電極が誘電体ブロックに設けられた凹部に埋め込まれていることから、放射電極の形成位置は、凹部の形成位置と一致する。このため、誘電体ブロックの一体成型により凹部を形成すれば、誘電体ブロックに対して放射電極を極めて高精度に位置決めすることが可能となる。 An antenna component according to the present invention includes a dielectric block, a concave portion formed on one main surface of the dielectric block, and a radiation electrode embedded in the concave portion. According to the present invention, since the radiation electrode is embedded in the recess provided in the dielectric block, the formation position of the radiation electrode coincides with the formation position of the recess. For this reason, if the concave portion is formed by integral molding of the dielectric block, the radiation electrode can be positioned with extremely high accuracy with respect to the dielectric block.
本発明において、誘電体ブロックの前記一方の主面と、放射電極の表面とが、実質的に同一平面を構成していることが好ましい。これは、放射電極を凹部に埋め込む方法として、研磨を用いた場合に得られる構造である。 In the present invention, it is preferable that the one main surface of the dielectric block and the surface of the radiation electrode constitute substantially the same plane. This is a structure obtained when polishing is used as a method of embedding the radiation electrode in the recess.
本発明によるアンテナ部品は、放射電極と電磁界的に結合する少なくとも一つの給電電極をさらに備えることが好ましい。このように、給電電極と放射電極とを直接接続するのではなく、電磁界的に結合させることによって給電する構造とした場合、放射電極の平面的な位置のずれが特性に与える影響が非常に大きくなる。しかしながら、本発明によるアンテナ部品は、放射電極が誘電体ブロックに対して極めて高精度に位置決めされることから、このような構造であってもほぼ設計値通りの特性を得ることが可能となる。 The antenna component according to the present invention preferably further includes at least one feed electrode that is electromagnetically coupled to the radiation electrode. As described above, when the power feeding electrode and the radiation electrode are not directly connected but are fed by electromagnetic coupling, the influence of the planar displacement of the radiation electrode on the characteristics is extremely high. growing. However, in the antenna component according to the present invention, since the radiation electrode is positioned with high accuracy with respect to the dielectric block, it is possible to obtain characteristics almost as designed even with such a structure.
この場合、給電電極は、少なくとも一部が誘電体ブロックの前記一方の主面とは異なる面に形成されていることが好ましい。これによれば、誘電体ブロックの前記一方の主面のサイズを従来に比べて小さくすることができる。これにより、よりいっそうの小型化を実現することが可能となることから、プリント基板等に実装した場合、従来に比べて実装面積を縮小することが可能となる。さらに、共振周波数の調整と軸比及びインピーダンスの調整をほぼ独立して行うことができることから、設計が容易になるというメリットを得ることも可能となる。 In this case, it is preferable that at least a part of the power supply electrode is formed on a surface different from the one main surface of the dielectric block. According to this, the size of the one main surface of the dielectric block can be reduced as compared with the conventional one. As a result, further downsizing can be realized, and when mounted on a printed circuit board or the like, the mounting area can be reduced as compared with the conventional case. Furthermore, since the resonance frequency and the axial ratio and impedance can be adjusted almost independently, it is possible to obtain an advantage that the design is facilitated.
さらにこの場合、給電電極の少なくとも一部が、誘電体ブロックに形成された他の凹部に埋め込まれていることが好ましい。これによれば、給電電極の形成位置についても高精度に位置決めすることが可能となる。 Furthermore, in this case, it is preferable that at least a part of the power supply electrode is embedded in another recess formed in the dielectric block. According to this, it is possible to position the feeding electrode formation position with high accuracy.
また、本発明によるアンテナ部品は、誘電体ブロックを貫通して設けられ、放射導体と接続された給電ピンをさらに備えることも好ましい。このような構造においては、給電ピンが挿入される貫通孔と放射電極との相対的な位置関係が設計値と異なると、アンテナ特性が大きく変化してしまうが、貫通孔と放射電極の形成領域となる凹部とを一体成型すれば、両者間に相対的な位置ずれが生じることはなく、これに起因する特性のずれを防止することが可能となる。 In addition, the antenna component according to the present invention preferably further includes a feed pin provided through the dielectric block and connected to the radiation conductor. In such a structure, if the relative positional relationship between the through hole into which the feed pin is inserted and the radiation electrode is different from the design value, the antenna characteristics change greatly. If the concave portion to be formed is integrally molded, there is no relative positional deviation between the two, and it is possible to prevent the characteristic deviation caused by this.
本発明によるアンテナ部品は、誘電体ブロックの前記一方の主面と対向する他方の主面に形成されたグランド電極をさらに備えることが好ましい。これによれば、搭載する基板側にグランド面を形成しなくても、単体でアンテナとして機能することになる。 The antenna component according to the present invention preferably further includes a ground electrode formed on the other main surface opposite to the one main surface of the dielectric block. According to this, even if a ground plane is not formed on the substrate side to be mounted, it functions as an antenna by itself.
また、本発明による無線装置は、上述したアンテナ部品と、アンテナ部品の放射電極に接続されたRF部と、RF部に接続された信号処理部とを備えることを特徴とする。このような無線装置は、アンテナ部品の特性ばらつきが非常に小さいことから、使用する周波数帯域が高い場合であっても、製造ばらつきによる特性の変化を最小限に抑えることが可能となる。 A radio apparatus according to the present invention includes the antenna component described above, an RF unit connected to a radiation electrode of the antenna component, and a signal processing unit connected to the RF unit. Such a wireless device has a very small variation in the characteristics of the antenna components. Therefore, even when the frequency band to be used is high, it is possible to minimize a change in the characteristics due to manufacturing variations.
本発明の一側面によるアンテナ部品の製造方法は、一方の主面に凹部を有する誘電体ブロックを一体成型する第1の工程と、少なくとも前記凹部の全面が覆われるよう、前記凹部よりも面積の大きい電極材料を前記誘電体ブロックの前記一方の主面に形成する第2の工程と、研磨によって前記凹部外に形成された前記電極材料を除去することにより放射電極を形成する第3の工程とを備えることを特徴とする。本発明による方法でアンテナ部品を作製すれば、通常使用する電極材料(電極ペースト)をそのまま用いて、特性ばらつきの非常に小さいアンテナ部品を作製することが可能となる。 An antenna component manufacturing method according to one aspect of the present invention includes a first step of integrally molding a dielectric block having a recess on one main surface, and an area larger than that of the recess so that at least the entire surface of the recess is covered. A second step of forming a large electrode material on the one main surface of the dielectric block; and a third step of forming a radiation electrode by removing the electrode material formed outside the recess by polishing. It is characterized by providing. If an antenna component is manufactured by the method according to the present invention, it is possible to manufacture an antenna component with very small characteristic variations by using a commonly used electrode material (electrode paste) as it is.
また、本発明の他の側面によるアンテナ部品の製造方法は、一方の主面に凹部を有する誘電体ブロックを一体成型する第1の工程と、前記凹部の内部に前記凹部よりも面積の小さい電極材料を形成する第2の工程と、前記凹部の側壁をストッパとして前記電極材料を流動させることにより放射電極を形成する第3の工程とを備えることを特徴とする。本発明による方法でアンテナ部品を作製すれば、研磨工程を用いることなく、特性ばらつきの非常に小さいアンテナ部品を作製することが可能となる。 According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna component manufacturing method comprising: a first step of integrally molding a dielectric block having a recess on one main surface; and an electrode having an area smaller than the recess inside the recess. A second step of forming a material, and a third step of forming a radiation electrode by flowing the electrode material using the side wall of the recess as a stopper. If an antenna component is manufactured by the method according to the present invention, it is possible to manufacture an antenna component with very small characteristic variation without using a polishing process.
本発明によるアンテナ部品の製造方法は、放射電極と電磁界的に結合する少なくとも一つの給電電極を形成する第4の工程をさらに備えることが好ましい。また、この第4の工程において、給電電極の少なくとも一部を誘電体ブロックの前記一方の主面とは異なる面に形成することが好ましい。上述のとおり、このような構造とすると、放射電極の平面的な位置のずれが特性に与える影響が非常に大きくなるが、本発明の方法によってアンテナ部品を作製すれば、ほぼ設計値通りの特性を得ることが可能となる。 The method for manufacturing an antenna component according to the present invention preferably further includes a fourth step of forming at least one feed electrode that is electromagnetically coupled to the radiation electrode. In the fourth step, it is preferable that at least a part of the power supply electrode is formed on a surface different from the one main surface of the dielectric block. As described above, with such a structure, the influence of the deviation of the planar position of the radiation electrode on the characteristics becomes very large. However, if the antenna component is manufactured by the method of the present invention, the characteristics are almost as designed. Can be obtained.
また、第1の工程において、一方が凹部にて開口する貫通孔をさらに一体成型し、放射電極を形成した後、貫通孔に給電ピンを挿入する第4の工程をさらに備えることもまた好ましい。上述のとおり、このような構造においては、給電ピンが挿入される貫通孔と放射電極との相対的な位置関係が設計値と異なると、アンテナ特性が大きく変化してしまうが、本発明の方法によってアンテナ部品を作製すれば、ほぼ設計値通りの特性を得ることが可能となる。 In the first step, it is also preferable to further include a fourth step of inserting a power feed pin into the through hole after integrally forming a through hole, one of which is opened at the recess, to form the radiation electrode. As described above, in such a structure, if the relative positional relationship between the through-hole into which the feed pin is inserted and the radiation electrode is different from the design value, the antenna characteristics greatly change. If an antenna component is manufactured by the above, it is possible to obtain characteristics almost as designed.
このように、本発明によれば、誘電体ブロックに対して放射電極が極めて高精度に位置決めされたアンテナ部品及びこれを用いた無線装置を提供することが可能となる。このため、特性のばらつきが少なくなり、ほぼ設計値通りのアンテナ特性を得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an antenna component in which the radiation electrode is positioned with extremely high accuracy with respect to the dielectric block, and a radio apparatus using the antenna component. For this reason, variations in characteristics are reduced, and it is possible to obtain antenna characteristics almost as designed.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい第1の実施形態によるアンテナ部品10の構造を示す略斜視図であり、(a)は上側斜め方向から見た図、(b)は下側斜め方向から見た図である。
1A and 1B are schematic perspective views showing the structure of an
本実施形態によるアンテナ部品10は表面実装型のアンテナ部品であり、図1(a)、(b)に示すように、略直方体である板状の誘電体ブロック11と、誘電体ブロック11の一方の主面11aに形成された放射電極12と、誘電体ブロック11の他方の主面11bに形成されたグランド電極13と、誘電体ブロック11の側面11cに形成された給電電極14とを備えて構成されている。本実施形態によるアンテナ部品10は、誘電体ブロックを貫通する給電ピンを用いていないことから、表面実装に適しており、これを使用する無線装置の小型化や低背化を実現することが可能となる。
The
誘電体ブロック11の材料としては、セラミック、ガラス、樹脂等の中から、目的とする周波数に応じて適宜選択すればよいが、十分な利得を確保しつつ誘電体ブロック11を小型化するためには、例えば、比誘電率εrが20〜25程度の材料を用いて誘電体ブロック11を形成することが好ましい。比誘電率εrが20〜25程度である材料としては、Mg−Ca−Ti系誘電体セラミックを好ましく挙げることができる。Mg−Ca−Ti系誘電体セラミックとしては、TiO2、MgO、CaO、MnO、SiO2を含有するMg−Ca−Ti系誘電体セラミックを用いることが特に好ましい。
The material of the
図2は、図1(a)に示すA−A線に沿った略断面図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the line AA shown in FIG.
図2に示すように、誘電体ブロック11の主面11aには凹部11xが形成されており、放射電極12はこの凹部11xの内部に埋め込まれている。特に限定されるものではないが、本実施形態においては、誘電体ブロック11の主面11aと放射電極12の表面とが実質的に同一平面を構成している。これは、本実施形態によるアンテナ部品10の製造方法に起因するものであり、詳細については後述する。
As shown in FIG. 2, a recess 11x is formed in the main surface 11a of the
図1(a)に戻って、放射電極12の平面形状は、角部の切り欠き12aを除きほぼ正方形である。切り欠き12aは、円偏波を発生させるために設けられており、本例では、給電電極14から見て右側奥の角と左側手前の角に切り欠き12aが設けられていることから、これにより、右旋偏波を放射可能に構成されている。
Referring back to FIG. 1A, the planar shape of the
また、図1(b)に示すように、グランド電極13は、給電電極14の端部近傍に設けられた切り欠き13aを除き、誘電体ブロック11の他方の主面11bのほぼ全面に形成されている。切り欠き13aは、給電電極14とグランド電極13とがショートするのを防止するために設けられている。実際にプリント基板等に実装する際には、グランド電極13が設けられている側がプリント基板等と対向する実装面となる。グランド電極13は、放射電極12のように凹部に埋め込まれるのではなく、誘電体ブロックの主面11bにそのまま形成されている。
Further, as shown in FIG. 1B, the
給電電極14は、図1(a)、(b)に示すように、その平面形状が略T字状である。T字の横棒部分14aは、放射電極12の一辺と対向するよう誘電体ブロック11の一方の主面11aと隣接する部分に配置されており、T字の縦棒部分14bは、横棒部分14aの長手方向の中央から、誘電体ブロック11の他方の主面11bと隣接する部分に亘って配置されている。給電電極14は放射電極12と直接接していないが、電磁界的な結合により、放射電極12に対して給電を行うことが可能である。給電電極14についても、放射電極12のように凹部に埋め込まれるのではなく、誘電体ブロックの側面11cにそのまま形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
尚、放射電極12、グランド電極13及び給電電極14の材料としては、特に限定されるものではないが、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)又はその合金(銀パラジウム、銀白金等)等を含むペーストなど用いることができる。
The material of the
次に、本実施形態によるアンテナ部品10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、図3に示すように、一方の主面11aに凹部11xを有する誘電体ブロック11を一体成型する。つまり、直方体形状の誘電体ブロック11を形成した後に凹部11xを別途形成するのではなく、金型などを用いて凹部11xを一体成型する。このため、誘電体ブロック11の一方の主面11aに対し、凹部11xの平面的な位置にずれが生じることはなく、金型通りの正しい位置に凹部11xが形成されることになる。
First, as shown in FIG. 3, a
次に、図4に示すように、少なくとも凹部11xの全面が覆われるよう、凹部11xよりも面積の大きい電極材料12xを誘電体ブロック11の主面11aに形成する。電極材料12xの形成方法としては特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法などを用いることができる。また、スパッタリング法を用いることによって、凹部11xの内部を含む誘電体ブロック11の主面11aの全面に、電極材料12xを形成しても構わない。これにより、電極材料12xの表面は、凹部11xの内部に形成された領域と、凹部11xの外部に形成された領域の間で、凹部11xの深さに応じた段差が生じることになる。電極材料12xの厚さについては特に限定されず、凹部11xの深さより厚くても構わないし、薄くても構わない。
Next, as shown in FIG. 4, an electrode material 12 x having a larger area than the recess 11 x is formed on the main surface 11 a of the
次に、図5に示すように、誘電体ブロック11の一方の主面11aを研磨することによって、凹部11xの外部に形成された電極材料12xを除去する。これにより、電極材料12xは凹部11xの内部にのみ残存し、残存した電極材料12xが放射電極12となる。研磨方法については特に限定されず、砥石や紙ヤスリなどを用いればよい。
Next, as shown in FIG. 5, by polishing one main surface 11a of the
その結果、形成した電極材料12xの厚さが凹部11xの深さより厚かった場合には、誘電体ブロック11の主面11aと放射電極12の表面とが、実質的に同一平面を構成することになる。また、電極材料12xの厚さが凹部11xの深さより薄かった場合であっても、研磨量によっては、誘電体ブロック11の主面11aと放射電極12の表面とが、実質的に同一平面を構成することになる。但し、本発明においてこれら表面が同一平面を構成することは必須でなく、放射電極12の表面が誘電体ブロック11の主面11aよりも下方に位置していても構わない。
As a result, when the thickness of the formed electrode material 12x is greater than the depth of the recess 11x, the main surface 11a of the
そして、誘電体ブロック11の他方の主面11bにグランド電極13を形成し、誘電体ブロックの側面11cに給電電極14を形成すれば、図1及び図2に示したアンテナ部品10が完成する。グランド電極13及び給電電極14についても、スクリーン印刷法などを用いて形成することができる。尚、放射電極12、グランド電極13及び給電電極14の形成順序については特に限定されず、どの順序で形成しても構わない。
When the
次に、本実施形態によるアンテナ部品10の他の製造方法について説明する。
Next, another method for manufacturing the
まず、図3に示した誘電体ブロック11を一体成型した後、図6に示すように、凹部11xの内部に凹部11xよりも面積の小さい電極材料12xを形成する。この方法では、電極材料12xの材料として十分に流動性の高い材料を用いる必要がある。このため、電極材料12xは時間とともに流動し、ストッパとなる凹部11xの側壁11yまで広がることになる。つまり、凹部11xの全面に電極材料12xが広がることになる。その後、流動性を高めるために電極材料12xに添加した溶剤などを乾燥させ、電極材料12xの流動性を低下させれば、図5に示した構造とほぼ同じ構造を得ることが可能となる。
First, after the
その後は、上述した製造方法と同様、誘電体ブロック11の他方の主面11bにグランド電極13を形成し、誘電体ブロックの側面11cに給電電極14を形成すれば、図1及び図2に示したアンテナ部品10が完成する。この場合も、放射電極12、グランド電極13及び給電電極14の形成順序については特に限定されず、どの順序で形成しても構わない。
Thereafter, as in the manufacturing method described above, the
アンテナ部品10の製造方法については、前者の方法、つまり、凹部11xよりも面積の大きい電極材料12xを形成した後、研磨により不要部分を除去する方法(図3〜図5参照)、或いは、後者の方法、つまり、凹部11xよりも面積の小さい電極材料12xを形成した後、流動させて凹部11x内に電極材料12xを充填する方法(図6参照)のいずれを用いても構わないが、前者の方法によれば、通常使用する電極材料(電極ペースト)をそのまま用いることができるという利点があり、一方、後者の方法によれば、研磨工程が不要であるという利点がある。
Regarding the manufacturing method of the
このように、上述した2つの方法のいずれかの方法によってアンテナ部品10を作製すれば、放射電極12の平面的な位置は、凹部11xの平面的な位置と一致することから、誘電体ブロック11に対して極めて高精度に位置決めされることになる。このため、電極材料12xを形成する際の印刷精度や、パターニング精度などにかかわらず、放射電極12を所望の位置に正しく形成することが可能となる。
As described above, when the
特に、本実施形態によるアンテナ部品10は、給電電極14が放射電極12と直接接しておらず、誘電体ブロック11の側面11cに形成された給電電極14と、誘電体ブロック11の主面11aに形成された放射電極12とが電磁界的に結合することによって給電する構造であることから、放射電極12の平面的な位置のずれが特性に与える影響は非常に大きいが、本実施形態による方法で作製すれば、このような構造であってもほぼ設計値通りの特性を得ることが可能となる。
In particular, in the
また、本実施形態によるアンテナ部品10は、誘電体ブロック11の一方の主面11aには放射電極12のみが形成されており、給電電極14は、誘電体ブロック11の側面11cに形成されていることから、誘電体ブロック11の一方の主面11aのサイズを従来に比べて小さくすることができる。このため、よりいっそうの小型化を実現することが可能となり、プリント基板等に実装した場合、従来に比べ、実装面積を縮小することが可能となる。
In the
図8は、本実施形態によるアンテナ部品10を用いた無線装置100の構成を模式的に示す図である。
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
図8に示す無線装置100は、給電電極14を介して放射電極12に接続されたRF部110と、RF部110に接続された信号処理部120と、信号処理部120に接続されたインターフェース部130とを備えている。これにより、アンテナ部品10が受信した信号は、RF部110によって信号処理可能な形式に変換された後、信号処理部120によって処理され、インターフェース部130より出力される。同様に、インターフェース部130より入力された信号は、信号処理部120によって処理された後、RF部110によって高周波信号に変換された後、アンテナ部品10より放出される。インターフェース部130としては、スピーカ、ディスプレイ、プリンタなどの出力装置や、マイク、キーボード、マウスなどの入力装置を挙げることができる。また、図示しないが、信号処理部120には、ハードディスク装置やCD−ROMドライブなどの記録装置をさらに接続することも可能である。
The
このような無線装置100は、実装面積が小さく且つ実装が容易な表面実装型のアンテナ部品10を用いていることから、円偏波が利用される各種の無線装置、例えば、GPS装置(Global Positioning System)、ETC装置(Electronic Toll Collection System)、衛星ラジオ等の無線装置を小型化・低コスト化することが可能となる。また、本実施形態によるアンテナ部品10は、特性ばらつきが非常に小さいことから、使用する周波数帯域が高い場合であっても、製造ばらつきによる特性の変化を最小限に抑えることが可能となる。
Since such a
尚、上記実施形態によるアンテナ部品10では、放射電極12のみを凹部11xに埋め込んでおり、その他の電極、すなわち、グランド電極13及び給電電極14については、誘電体ブロック11の表面にそのまま形成しているが、これらの一方又は両方についても、誘電体ブロック11に形成した凹部内に形成しても構わない。
In the
図9は、放射電極12及び給電電極14を凹部11x,11zにそれぞれ埋め込む場合に使用する誘電体ブロック11の構造を示す略斜視図である。図9に示す誘電体ブロック11についても、一体成型によりこれら凹部11x,11zを形成するため、誘電体ブロック11の主面11aや側面11cに対して、凹部11x,11zが位置ずれを生じることはない。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing the structure of the
その後は、図4及び図5を用いて説明したように、凹部11x,11zよりも面積の大きい電極材料12x,12z(図示せず、以下同様)をそれぞれ形成した後、研磨によって凹部11x,11zの外部に形成された電極材料12x,12zを除去すればよい。この場合、誘電体ブロック11の主面11aに対する電極材料12xの形成及び研磨と、誘電体ブロック11の側面11cに対する電極材料12zの形成及び研磨とを、別々の工程で行えばよい。尚、凹部11x,11zよりも面積の小さい電極材料12x,12zを形成し、これを流動させる方法も使用し得るが、給電電極14が形成されるべき凹部11zには一部側壁が存在しないことから、この場合は、凹部,11zよりも面積の大きい電極材料12zを形成した後、研磨する方法を用いることが好ましい。
Thereafter, as described with reference to FIGS. 4 and 5, after forming electrode materials 12x and 12z (not shown, the same applies hereinafter) having a larger area than the recesses 11x and 11z, the recesses 11x and 11z are polished by polishing. The electrode materials 12x and 12z formed outside the substrate may be removed. In this case, the formation and polishing of the electrode material 12x on the main surface 11a of the
以上により、放射電極12の平面的な位置のみならず、給電電極14の平面的な位置についてもずれが生じないことから、給電電極14の平面的な位置ずれに起因する特性ばらつきについても低減することが可能となる。
As described above, since not only the planar position of the
尚、上記実施形態によるアンテナ部品10では、給電電極14の平面形状が略T字状であるが、給電電極14の平面形状については、軸比やインピーダンスなどを考慮して適宜変更することが可能である。例えば、給電電極14の平面形状を略L字型としても構わないし、一定幅の直線状(長方形)としても構わないし、T字の横棒部分14aを半円形に置き換えた形状としても構わないし、T字の横棒部分14aを三角形に置き換えた形状としても構わない。すなわち、軸比やインピーダンスは給電電極14の辺のうち、誘電体ブロック11の一方の主面11aと隣接する辺の長さによってほぼ決まることから、この辺が直線的であり且つ誘電体ブロック11の一方の主面11aと隣接するように配置されていれば、どのような形状であっても構わない。但し、軸比やインピーダンスの調整が容易である点や、左右対称とすることにより配線距離を最短化することができる点などを考慮すれば、図1に示したように、給電電極14の平面形状を略T字状とすることが最も好ましい。
In the
さらに、上記実施形態によるアンテナ部品10では、誘電体ブロック11の一つの側面11cにのみ給電電極14を形成しているが、2つ以上の側面に給電電極14をそれぞれ形成することも可能である。例えば、隣接する2つの側面、すなわち、互いに90°の角度をなす側面にそれぞれ給電電極14を形成すれば、一方の給電電極14を介して右旋偏波を送受信することができ、他方の給電電極14を介して左旋偏波を送受信することができる。これによれば、右旋偏波用のアンテナ部品と左旋偏波用のアンテナ部品を作り分けることなく、同じ構造を有するアンテナ部品を右旋偏波用としても左旋偏波用としても使用することが可能となる。これにより、さらなる低コスト化を実現することが可能となる。
Furthermore, in the
次に、本発明の好ましい第2の実施形態について説明する。 Next, a second preferred embodiment of the present invention will be described.
図10は、本発明の好ましい第2の実施形態によるアンテナ部品20の構造を示す略斜視図であり、図11は、図10のB−B線に沿った略断面図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing the structure of the
図10及び図11に示すように、本実施形態によるアンテナ部品20は、給電電極24が誘電体ブロック21の側面21c及び一方の主面21aに亘って形成されている点において、上記第1の実施形態と異なっている。その他の点は、上記第1の実施形態と同様である。つまり、誘電体ブロック21の一方の主面21aには放射電極22が形成され、誘電体ブロック21の他方の主面21bにはグランド電極23が形成されている。また、放射電極22の対向する2つの角部には、切り欠き22aが形成されており、グランド電極23には、給電電極24とグランド電極23とがショートするのを防止する切り欠き23aが設けられている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
給電電極24は、誘電体ブロック21の一方の主面21aに形成された部分24a,24bと、側面21cに形成された部分24cによって構成されており、誘電体ブロック21の一方の主面21aに形成された部分24a,24bは、平面形状が略T字状である。T字の横棒部分24aは、放射電極22の一辺と対向するよう平行に配置されており、T字の縦棒部分24bは、横棒部分24aの長手方向の中央から、誘電体ブロック21の側面21cと隣接する部分に亘って配置されている。一方、誘電体ブロック21の側面21cに形成された部分24cは、縦棒部分24bの端部に接続され、誘電体ブロック21の他方の主面21bと隣接する部分に亘って直線的に配置されている。本実施形態においても、給電電極24と放射電極22とは直接接していないが、電磁界的な結合により、放射電極22に対して給電が行われる。
The
図11に示すように、誘電体ブロック21の主面21aには凹部21xが形成されており、放射電極22、並びに、給電電極24のうち誘電体ブロック21の一方の主面21aに形成された部分24a,24bは、この凹部21xの内部に埋め込まれている。特に限定されるものではないが、本実施形態においても、誘電体ブロック21の主面21aと放射電極22及び給電電極24a,24bの表面とは実質的に同一平面を構成している。
As shown in FIG. 11, a recess 21x is formed in the main surface 21a of the
このような構造を有するアンテナ部品20の製造方法は、上記第1の実施形態によるアンテナ部品10の製造方法と同様である。すなわち、一方の主面21aに凹部21xを有する誘電体ブロック21を一体成型した後、少なくとも凹部21xの全面が覆われるよう、凹部21xよりも面積の大きい電極材料を誘電体ブロック21の主面21aに形成する。そして、誘電体ブロック21の一方の主面21aを研磨することによって、凹部21xの外部に形成された電極材料21xを除去すれば、凹部21x内部にのみ電極材料が残存し、これが放射電極22及び給電電極24a,24bとなる(図3〜図5参照)。
The manufacturing method of the
或いは、誘電体ブロック21を一体成型した後、凹部21xの内部に凹部21xよりも面積の小さい電極材料を形成し、これを流動させることによって凹部21xの全面に電極材料を広げ、これを放射電極22及び給電電極24a,24bとしても構わない(図6参照)。
Alternatively, after the
そして、誘電体ブロック21の他方の主面21bにグランド電極23を形成し、誘電体ブロックの側面21cに給電電極24cを形成すれば、アンテナ部品20が完成する。この場合も、放射電極22、グランド電極23及び給電電極24の形成順序については特に限定されず、どの順序で形成しても構わない。
Then, when the
本実施形態によれば、給電電極24のうち、実際に放射電極22と電磁界的に結合する部分24aが放射電極22と同一の平面、つまり、誘電体ブロック21の一方の主面21aに形成されていることから、誘電体ブロック21のサイズについては第1の実施形態よりも大きくなるものの、放射電極22と給電電極24との相対的な位置関係をより正確とすることが可能となる。また、給電電極24のうち、T字の縦棒部分24bがマイクロストリップラインを形成することから、これによってアンテナ部品20のインピーダンス調整を行うことも可能となる。
According to the present embodiment, a portion 24 a of the feeding
次に、本発明の好ましい第3の実施形態について説明する。 Next, a preferred third embodiment of the present invention will be described.
図12は、本発明の好ましい第3の実施形態によるアンテナ部品30の構造を示す略斜視図であり、図13は、図12のC−C線に沿った略断面図である。
FIG. 12 is a schematic perspective view showing the structure of an
図12及び図13に示すように、本実施形態によるアンテナ部品30は、給電電極34が放射電極32に直接接続されている点において、上記第1及び第2の実施形態と異なっている。その他の点は、上記第1及び第2の実施形態と概ね同様であり、誘電体ブロック31の一方の主面31aには放射電極32が形成され、誘電体ブロック31の他方の主面31bにはグランド電極33が形成されている。また、放射電極32の対向する2つの角部には、切り欠き32aが形成されており、グランド電極33には、給電電極34とグランド電極33とがショートするのを防止する切り欠き33aが設けられている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
給電電極34は、誘電体ブロック31の一方の主面31aに形成された部分34aと、側面31cに形成された部分34bによって構成されており、これらはいずれも直線的な形状を有している。
The
図13に示すように、誘電体ブロック31の主面31aには凹部31xが形成されており、放射電極32、並びに、給電電極34のうち誘電体ブロック31の一方の主面31aに形成された部分34aは、この凹部31xの内部に埋め込まれている。特に限定されるものではないが、本実施形態においても、誘電体ブロック31の主面31aと放射電極32及び給電電極34aの表面とは実質的に同一平面を構成している。
As shown in FIG. 13, a recess 31 x is formed on the main surface 31 a of the
このような構造を有するアンテナ部品30の製造方法は、上記第1及び第2の実施形態によるアンテナ部品10,20の製造方法と同様であり、重複する説明は省略する。
The manufacturing method of the
本実施形態によるアンテナ部品30は、給電電極34と放射電極32とが電磁界的に結合しているのではなく、直接接続されていることから、放射電極32の平面的な位置のずれがアンテナ特性に与える影響は、上記第1及び第2の実施形態に比べれば小さい。しかしながら、放射電極32の平面的な位置のずれ、すなわち、放射電極32の端部と誘電体ブロック31の一方の主面31aの端部との距離や角度が設計値と異なると、アンテナ特性が確実に変化してしまうが、本実施形態によれば、このような特性のずれを防止することが可能となる。
In the
次に、本発明の好ましい第4の実施形態について説明する。 Next, a preferred fourth embodiment of the present invention will be described.
図14は、本発明の好ましい第4の実施形態によるアンテナ部品40の構造を示す略斜視図であり、図15は、図14のD−D線に沿った略断面図である。
FIG. 14 is a schematic perspective view showing the structure of an
図14及び図15に示すように、本実施形態によるアンテナ部品40は、側面に設けられた給電電極が排除され、その代わりに、誘電体ブロック41に設けられた貫通孔44に給電ピン45が挿入されている点において、上記各実施形態と異なっている。貫通孔44は、誘電体ブロック41の一方の主面41aから他方の主面41bに亘って設けられており、誘電体ブロック41の一方の主面41aのうち、貫通孔44が開口する部分には、凹部41xが設けられている。かかる貫通孔44や凹部41xは、誘電体ブロック41の形成時に一体成型され、このため、実質的にこれらの相対的な位置関係にずれが生じることはない。
As shown in FIGS. 14 and 15, in the
凹部41xには放射電極42が埋め込まれており、放射電極42と、貫通孔44に挿入された給電ピン45の頭部とは、ハンダ46によって接続されている。給電ピン45は、その長さが誘電体ブロック41の厚み(一方の主面41aから他方の主面41bまでの距離)よりも長く、このため、一部が誘電体ブロック41の他方の主面41bから突出した状態となっている。この突出部と、誘電体ブロック41の他方の主面41bに形成されたグランド電極43とが短絡しないよう、グランド電極43には貫通孔44の周囲において切り欠き43aが設けられている。
A radiation electrode 42 is embedded in the recess 41 x, and the radiation electrode 42 is connected to the head of the
このような構造を有するアンテナ部品40の製造方法の主要部分は、上記第1乃至第3の実施形態によるアンテナ部品10,20,30の製造方法とほぼ同様であり、重複する部分の説明は省略するが、放射電極42及びグランド電極43の形成が完了した後、給電ピン45を貫通孔44に挿入し、給電ピン45の頭部をハンダ46によって固定すれば、本実施形態によるアンテナ部品40が完成する。
The main part of the manufacturing method of the
本実施形態によるアンテナ部品40は、給電ピン45を介して給電が行われることから、給電ピン45が挿入される貫通孔44と放射電極42との相対的な位置関係が設計値と異なると、アンテナ特性が大きく変化してしまうが、本実施形態においては、貫通孔44と放射電極42の形成領域となる凹部41xとが、一体成型されることから、両者間に相対的な位置ずれが生じることはなく、これに起因する特性のずれを防止することが可能となる。
Since the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記各実施形態によるアンテナ部品10,20,30,40では、角部の切り欠き12a,22a,32a,42aを除き、放射電極12,22,32,42の平面形状がほぼ正方形であるが、円偏波を放射するための放射電極の形状としては、これ以外の種々の形状を用いることができる。例えば、放射電極の平面形状を切り欠きや突起のない長方形としたり、対向する角部に突起が設けられた正方形としたり、対向する位置に切り欠きが設けられた円形としたり、対向する位置に突起が設けられた円形としたり、切り欠きや突起のない楕円形とすることも可能である。
For example, in the
また、上記各実施形態では、いずれも円偏波を放射するアンテナ部品について説明したが、本発明はこれに限定されず、直線偏波を放射するタイプのアンテナ部品に適用することも可能である。この場合は、直線偏波が利用される各種の無線装置、例えば、無線LAN(Local Area Network)、ブルートゥース機器等の無線装置を小型化・低コスト化することが可能となる。 In each of the above embodiments, the antenna component that radiates circularly polarized waves has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an antenna component that radiates linearly polarized waves. . In this case, it is possible to reduce the size and cost of various wireless devices using linearly polarized waves, for example, wireless devices such as a wireless local area network (LAN) and a Bluetooth device.
また、上記各実施形態では、いずれも誘電体ブロック11,21,31,41が略直方体形状であるが、これが円柱状など他の形状であっても構わない。 In each of the above embodiments, the dielectric blocks 11, 21, 31, and 41 have a substantially rectangular parallelepiped shape. However, the dielectric blocks 11, 21, 31, and 41 may have other shapes such as a cylindrical shape.
また、上記各実施形態では、いずれも誘電体ブロック11,21,31,41の他方の主面11b,21b,31b,41bにグランド電極13,23,33,34を設けているが、アンテナ部品を搭載する基板側にグランド電極を設けておけば、アンテナ部品側のグランド電極を省略することも可能である。
In each of the above embodiments, the
10,20,30,40 アンテナ部品
11,21,31,41 誘電体ブロック
11a,21a,31a,41a 誘電体ブロックの一方の主面
11b,21b,31b,41b 誘電体ブロックの他方の主面
11c,21c,31c 誘電体ブロックの側面
11x,11z,21x,31x,41x 凹部
11y 側壁
12,22,32,42 放射電極
12x 電極材料
13,23,33,34 グランド電極
14,24,34 給電電極
44 貫通孔
45 給電ピン
46 ハンダ
100 無線装置
110 RF部
120 信号処理部
130 インターフェース部
10, 20, 30, 40
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-
2005
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