JP2007143101A - チップアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な線路構造によりアンテナ装置のサイズを縮小してその機能を向上させるチップアンテナ装置を提供する。
【解決手段】誘電体材料層１０２、第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および複数の屈曲線路１０８を備える。第１の曲折線路１０４は、第１の方向１１４に曲折した状態で誘電体材料層１０２上へ配置され、第２の曲折線路１０６は、第２の方向１１６に曲折した状態で誘電体材料層１０２上へ配置されている。第１の曲折線路１０４と第２の曲折線路１０６とは接続され、屈曲線路１０８のそれぞれは曲折線路中の複数の線路のカーブ箇所１２６に接続されている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に一つのフィード点および多曲折線路を備えるチップアンテナ装置に関する。

無線通信産業の急速な発展に伴い、例えば携帯電話、コンピュータ、インターネットなどといった各種電子装置は、無線通信による信号伝達機能を備えている。無線通信の送受信を行う装置は、主に信号レシーバーおよびそれに接続されているアンテナである。現在の電子装置は軽薄短小の方向へ向かって発展しているため、従来のアンテナ（例えばポール状アンテナ、八木アンテナ、パラボラアンテナなど）では現在求められているニーズに応えることができないことがあった。

そのため、従来技術では数種類のチップアンテナ装置が開発された。例えば、特許文献１の「内部設置式デュアルバンドアンテナ装置」では、通信装置内の上部に配置されているマイクロストリップアンテナ回路板が開示されている。また、特許文献２の「多層誘電体材料層を備えるチップ式ミアンダーアンテナ」では、低温焼成技術によりセラミック材料の誘電体材料層を形成する立体化構造のミアンダーアンテナが開示されている。さらに、特許文献３の「広帯域のアンテナ構造」では、アンテナ線路の前端近く部分に欠口が設けられ、インダクタンスが切口内に配置されてアンテナ線路へ直列に接続され、アンテナ線路と作用した後に、アンテナは好適なインピーダンス整合を得ることができる。

上述のアンテナ装置は体積が非常に小さいため、通信装置にとって不可欠な要素となってきた。しかし、これら公知のアンテナ装置には、体積過大、効率不足または製造コストが高すぎるなどといった欠点があった。

台湾特許第４９１４１７号明細書 台湾特許第４８０７７３号明細書 台湾特許第Ｍ２５３０７０号明細書

本発明の目的は、特殊な線路構造によりアンテナ装置のサイズを縮小してその機能を向上させるチップアンテナ装置を提供することにある。

本発明のチップアンテナ装置は、誘電体材料層、第１の曲折線路、第２の曲折線路および複数の屈曲線路を備える。第１の曲折線路は、第１の方向に曲折された状態で誘電体材料層上へ配置されている。第２の曲折線路は、第２の方向に曲折された状態で誘電体材料層上へ配置されている。第１の曲折線路と第２の曲折線路とは接続され、屈曲線路のそれぞれは第２の曲折線路の同じ側にある複数の線路のカーブ箇所に接続されている。

本発明のチップアンテナ装置は、異なる方向で配置されている線路のサイズ比率により円偏波の軸比（Ａｘｉａｌ Ｒａｔｉｏ）を制御することができる。また、二つの曲折線路の線幅、曲折数および間隔により、チップアンテナ装置の帯域幅および周波数応答点を調整することができる。また、上述の屈曲線路と第１の曲折線路との間の電磁結合効果によりチップアンテナ装置のサイズを縮小することができる。

本発明のチップアンテナ装置は、多帯域および広帯域の特性を備えているため、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）、ＩＳＭバンド通信無線（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）やその他様々なアンテナの応用分野に適用することができる。

本発明の実施形態は、異なる方向へ曲折されている二つの曲折線路および複数の屈曲線路をアンテナ装置へ接続し、これらの屈曲線路はその内の一つの曲折線路の所定位置へ接続されてアンテナのサイズを縮小する。このアンテナ構造により、この技術に習熟した者なら、上述の異なる方向で配置されている線路サイズの比率によりアンテナの円偏波の軸比を制御したり、各曲折線路の線幅、間隔、曲折数を調整したりすることによりチップアンテナ装置の帯域幅および周波数応答点を調整することができる。さらに二つ以上の多曲折線路組を重ねて配置することにより、アンテナの動作帯域を変え、アンテナ帯域幅を増やしたりアンテナサイズを縮小したりして製造コストを下げる。

本発明の技術特徴を簡単かつ明瞭に説明するため、以下の実施形態では単に一つの平面上に二つの異なる曲折方向を有する多曲折線路組を例にするが、この技術に習熟している者なら以下で開示する内容から分かるように、二つ以上の多曲折線路組が重ねられたアンテナ構造も本発明の主旨に合致して本発明の範囲に含まれる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、異なる方向へ曲折された二つの曲折線路および複数の屈曲線路が接続されて形成されるチップアンテナ装置を提供する。そして、この技術に習熟している者であるなら、必要に応じて上述の各曲折線路の線幅、間隔、曲折数およびサイズ比率を変えることによりチップアンテナ装置の周波数、帯域幅および円偏波の軸比を調整することができる。

図１Ａは、本発明の第１実施形態を示す模式図である。図１Ａに示すように、チップアンテナ装置１００には、誘電体材料層１０２、第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および複数の屈曲線路１０８が含まれる。第１の曲折線路１０４は、第１の方向１１４に曲折された状態で誘電体材料層１０２上に配置されている。第２の曲折線路１０６は、第２の方向１１６に曲折された状態で誘電体材料層１０２上に配置されている。第１の曲折線路１０４は、第２の曲折線路１０６に接続され、これらの屈曲線路１０８は、それぞれ第２の曲折線路１０６の同じ側に配置されている複数の線路のカーブ箇所１２６に接続されている。

さらに具体的に言うと、第１の曲折線路１０４には、第２の方向１１６と平行に配列されて直列に接続されているＵ形曲折サブ線路が含まれている。第２の曲折線路１０６には、第１の方向１１４と平行に配列されて直列に接続されている複数のＵ形曲折サブ線路も含まれている。第２の曲折線路１０６の同一側の線路のカーブ箇所は、図１Ａに示すように、第１の曲折線路１０４と第２の曲折線路１０６との間に位置する線路のカーブ箇所１２６であり、外側へ向かって延伸されて複数の反Ｌ形屈曲線路１０８に接続されている。

本発明の他の実施形態の第１の曲折線路１０４および第２の曲折線路１０６には、Ｕ形曲折サブ線路が含まれる以外に、その他形態が異なる曲折サブ線路も含まれる。また、第１の方向１１４は実質上、第２の方向１１６と垂直となっているが、必ずしも垂直でなくともよい。また、上述の屈曲線路１０８は、反Ｌ形やその他の形式の屈曲線路でもよい。

チップアンテナ装置１００は、フィード点が第１の曲折線路１０４の端点１２４に配置されている。第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および屈曲線路１０８は、それぞれ同じか異なる線幅および間隔を備える。また、第１の曲折線路１０４の各曲折サブ線路の線幅および間隔も同じでも異なっていてもよい。さらに、第２の曲折線路１０６の各曲折サブ線路の線幅および間隔も同じでも異なっていてもよい。さらにまた、屈曲線路１０８の線幅も同じでも異なっていてもよく、それらは第１の曲折線路１０４の間隔と同じでも異なっていてもよい。

誘電体材料層１０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および屈曲線路１０８の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などでもよい。この好適な実施形態においては、第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および屈曲線路１０８の上方を、保護層または誘電体材料層１０２の材料と等しいか異なるもう一つの誘電体材料層で覆う。例えば、インサート式射出成形（Ｉｎｓｅｒｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ）により曲折線路および屈曲線路を誘電体材料へ挿入する。これにより曲折線路および屈曲線路が外部からの破壊を受けることを防ぐことができる上、誘電体材料によりチップアンテナ装置１００の線路サイズをさらに縮小することもできる。

また、本発明の好適な実施形態による実験結果から明らかであるように、チップアンテナ装置１００のアンテナ特性および機能は、様々な条件により影響される。以下では様々な条件とアンテナ特性との間の関係を説明する。

例えば、第１の曲折線路１０４および第２の曲折線路１０６の線幅は、チップアンテナ装置１００の帯域幅を調整することができる。第１の曲折線路１０４の第１の方向１１４におけるサイズＸと、第２の曲折線路１０６に屈曲線路１０８を加算した第２の方向１１６におけるサイズＹとの比率（Ｘ／Ｙ）により、チップアンテナ装置１００の円偏波の軸比を制御して、アンテナ装置の円偏波特性を制御する。

また、第１の曲折線路１０４の曲折数に含まれる曲折サブ線路の数により、チップアンテナ装置１００の周波数応答点を平行移動させることができる。第２の曲折線路１０６の曲折数に含まれる曲折サブ線路の数は、チップアンテナ装置１００の周波数応答を増加させて帯域幅を増大させる。第２の曲折線路１０６の各曲折間隔に含まれる様々な曲折サブ線路の各間隔は、各周波数応答点を調整して連続した共振周波数を得ることができる。

また、屈曲線路１０８と第１の曲折線路１０４との間の電磁結合効果を利用することにより、チップアンテナ装置１００のサイズを縮小してアンテナの特性や効果を変えることもできる。図１Ｂ〜図１Ｅは、図１Ａの複数の様々な実験例による反射損失（Ｒｅｔｕｒｎ Ｌｏｓｓ）の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベル（ｄＢ）であるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がギガヘルツ（ＧＨｚ）であるアンテナ周波数を示す。

これらの実験例では、図１Ａに示す実験例と同様のアンテナ構造を有し、それぞれの屈曲線路１０８と第１の曲折線路１０４との間の間隔を変えることにより、様々な電磁結合効果を発生させることができる。さらに具体的に説明すると、これらの実験例では第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および屈曲線路１０８の線幅は０．２ｍｍであり、第２の曲折線路１０６は、第１の方向１１４のサイズが７．２ｍｍであり、第２の曲折線路１０６に屈曲線路１０８を加算した第２の方向１１６のサイズＹは９．８ｍｍである。

図１Ｂは、第２の方向１１６のサイズＺが１．６ｍｍの屈曲線路１０８である。図１Ｃは、第２の方向１１６のサイズＺが２．０ｍｍの屈曲線路１０８である。図１Ｄは、第２の方向１１６のサイズＺが２．４ｍｍの屈曲線路１０８である。図１Ｅは、第２の方向１１６のサイズＺが２．８ｍｍの屈曲線路１０８である。これらの実験例によると、サイズＺの違いにより、屈曲線路１０８には様々な電磁結合効果が発生し、図１Ｂ〜図１Ｅに示すように様々な周波数応答図となる。その電磁結合効果は、例えば図１Ｂに示す１．５１ＧＨｚから図１Ｅに示す１．６１ＧＨｚへ徐々に移動するように、上述の間隔が小さくなるに従って周波数は高くなっている。

上述したように、この技術に習熟した者であるなら、必要に応じて実際に応用する時に上述の条件を調整して所定のアンテナ特性や効果を得ることができる（例えば帯域幅や様々な帯域）。例えば、第１実施形態では適当に調整することにより多帯域や広帯域の要求を満たし、全地球測位システム、ＩＳＭバンド通信無線、またはその他様々なアンテナの応用分野などに適用することができる。

図１Ａに示す実施形態には、上述の曲折線路１０４、１０６および屈曲線路１０８などを含む誘電体材料層１０２の一つの面上に配置されている一組の多曲折線路組だけが単に示されているが、ここで特に強調しておかなければならないことは、同一の誘電体材料層の両面にそれぞれ一つずつ多曲折線路組を配置し、この二つの多曲折線路組は同じにしても異なるようにしてもよいということである。これによりアンテナの動作帯域を変えてアンテナ帯域を増大させたりアンテナサイズを縮小させたりして製造コストを下げることができる。同様に、二つ以上の多曲折線路組を重ねて好適なアンテナの放射パターンや効果を得ることができる。

図１Ｆに示すように、本発明の他の実施形態の誘電体材料層の一面（例えば正面）は、図１Ａに示すような多曲折線路組を備え、その誘電体材料層の一面（例えば背面）は図１Ｆに示すようなもう一つの多曲折線路組を備えていてもよい。また、この二組の多曲折線路組は異なる。本実施形態において、第３の曲折線路１５４は、第１の方向１１４に曲折された状態で誘電体材料層１０２の背面に配置されている。第４の曲折線路１５６は、第２の方向１１６に曲折された状態で誘電体材料層１０２の背面に配置されている。第３の曲折線路１５４は第４の曲折線路１５６に接続されている。

図１Ｇは、図１Ｆのチップアンテナ装置の反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベル（ｄＢ）であるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がギガヘルツ（ＧＨｚ）であるアンテナ周波数を示す。第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６、屈曲線路１０８、第３の曲折線路１５４、第４の曲折線路１５６の線幅は０．２ｍｍである。また、第２の曲折線路１０６は第１の方向１１４のサイズが１２ｍｍであり、第１の曲折線路１０４、第２の曲折線路１０６および屈曲線路１０８を第２の方向１１６で加算したサイズは１８ｍｍであり、第４の曲折線路１５６は、第１の方向１１４のサイズが１２ｍｍであり、第３の曲折線路１５４および第４の曲折線路１５６を第２の方向１１６で加算したサイズは１８ｍｍである。図１Ｇから分かるように、このチップアンテナ装置の−１０ｄＢの反射損失の周波数は、全地球測位システム、ＩＳＭバンド無線通信の受信規格を満たす。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、曲折線路の線幅、間隔、曲折数および形状を変えることによりチップアンテナ装置のアンテナ周波数および帯域幅を調整する。

図２Ａは、本発明の第２実施形態を示す模式図であり、この曲折線路は第１実施形態の曲折線路と異なる線幅、間隔、曲折数および形状を有する。また、第２実施形態の曲折線路および屈曲線路のサイズは第１実施形態と異なる。

図２Ａに示すように、チップアンテナ装置２００には、誘電体材料層２０２、第１の曲折線路２０４、第２の曲折線路２０６および複数の屈曲線路２０８が含まれる。第１の曲折線路２０４は、第２の曲折線路２０６に接続され、各屈曲線路２０８は、第２の曲折線路２０６の同じ側にある複数の線路のカーブ箇所２２６へ接続される。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第２の曲折線路２０６のＵ形曲折サブ線路が一つ多いということである。また、この多いＵ形曲折サブ線路の末端直線部分は、第１の曲折線路２０４の方向へ延伸して屈曲線路２０８と略等しい長さを有する。

チップアンテナ装置２００は、フィード点が第１の曲折線路２０４の端点２２４に配置されている。第１の曲折線路２０４の各曲折サブ線路は、線幅および間隔が同じでも異なっていてもよい。第２の曲折線路２０６の各曲折サブ線路は線幅および間隔が同じでも異なっていてもよい。屈曲線路２０８の線幅は同じでも異なっていてもよく、それらは各第１の曲折線路２０４の間隔と同じでも異なっていてもよい。誘電体材料層２０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。第１の曲折線路２０４、第２の曲折線路２０６および屈曲線路２０８の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などでもよい。

図２Ｂは、図２Ａのチップアンテナ装置２００の反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がギガヘルツ（ＧＨｚ）であるアンテナ周波数を示す。第１の曲折線路２０４、第２の曲折線路２０６および屈曲線路２０８の線幅は０．４ｍｍである。第２の曲折線路２０６は第１の方向２１４のサイズが１２ｍｍであり、第１の曲折線路２０４、第２の曲折線路２０６および屈曲線路２０８を第２の方向２１６で加算したサイズは１８ｍｍである。図２Ｂから分かるように、チップアンテナ装置２００の−１０ｄＢの反射損失の周波数は、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：ＧＳＭ）の受信規格を満たす。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態により、屈曲線路は異なる形態にしてもよいことを説明する。例えば、一部を反Ｌ形屈曲線路にして残りの一部をＬ形屈曲線路にし、それらと第１の曲折線路との間の間隔を異なるようにし、異なるアンテナの周波数および帯域幅を得てもよい。

図３Ａは、本発明の第３実施形態を示す模式図である。屈曲線路のうちの一つはＬ形屈曲線路である。図３Ａに示すように、チップアンテナ装置３００には、誘電体材料層３０２、第１の曲折線路３０４、第２の曲折線路３０６および複数の屈曲線路３０８が含まれる。第１の曲折線路３０４は、第２の曲折線路３０６に接続され、これらの屈曲線路３０８は、第２の曲折線路３０６の同じ側にある複数の線路のカーブ箇所３２６に接続されている。

さらに具体的に説明すると、上述の屈曲線路３０８には、三つの反Ｌ形屈曲線路３０８ａおよび一つのＬ形屈曲線路３０８ｂが含まれ、Ｌ形屈曲線路３０８ｂは第２の曲折線路３０６の最も外側にあるＵ形曲折サブ線路に接続されている。また、Ｌ形屈曲線路３０８ｂと第１の曲折線路３０４との間の間隔は、反Ｌ形屈曲線路３０８ａと第１の曲折線路３０４との間の間隔と等しくても異なっていてもよく、例えばこの実施形態において両者の間隔は異なる。

チップアンテナ装置３００は、フィード点が第１の曲折線路３０４の端点３２４に配置されている。第１の曲折線路３０４の各曲折サブ線路の線幅および間隔は同じでも異なっていてもよい。また、第２の曲折線路３０６の各曲折サブ線路の線幅および間隔も同じでも異なっていてもよい。さらに、屈曲線路３０８ａ、３０８ｂの線幅も同じでも異なっていてもよく、それらは第１の曲折線路３０４の間隔と同じでも異なっていてもよい。誘電体材料層３０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。第１の曲折線路３０４、第２の曲折線路３０６および屈曲線路３０８ａ、３０８ｂの材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などでもよい。

図３Ｂは、図３Ａのチップアンテナ装置３００の反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。第１の曲折線路３０４、第２の曲折線路３０６および屈曲線路３０８の線幅は０．２ｍｍである。第２の曲折線路３０６は、第１の方向３１４のサイズが５ｍｍであり、第１の曲折線路３０４、第２の曲折線路３０６および屈曲線路３０８を第２の方向３１６で加算したサイズは８ｍｍである。図３Ｂから分かるように、チップアンテナ装置３００の−１０ｄＢの反射損失の周波数は、ＩＳＭバンド通信無線（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）のマルチバンドの受信要求を満たす。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、実体的な導体線路以外にも、導電材料層上の溝パターンを使用して上述の全部または一部の曲折線路および屈曲線路を形成してチップアンテナ装置を製作する。

図４Ａは、本発明の第４実施形態を示す模式図である。この金属層上の溝パターンは、上述の第２の曲折線路および屈曲線路により形成されている。図４Ａに示すように、チップアンテナ装置４００には、誘電体材料層４０２、第１の曲折線路４０４、第２の曲折線路４０６および複数の屈曲線路４０８が含まれている。特に、第２の曲折線路４０６および屈曲線路４０８は、導電材料層４１２上の溝パターン、すなわち導電材料層４１２の欠部分であり、この導電材料層４１２は誘電体材料層４０２上に配置されている。第１の曲折線路４０４は、導電材料層４１２に接続され、屈曲線路４０８のそれぞれは、第２の曲折線路４０６の同じ側にある複数の線路のカーブ箇所４２６に接続されている。

チップアンテナ装置４００は、フィード点が第１の曲折線路４０４の端点４２４上に配置されている。第１の曲折線路４０４の各曲折サブ線路の線幅および間隔は同じでも異なっていてもよい。第２の曲折線路４０６の各曲折サブ線路の線幅（即ち溝パターンまたは欠部分の幅）および間隔は同じでも異なっていてもよい。屈曲線路４０８の線幅（即ち溝パターンまたは欠部分の幅）は同じでも異なっていてもよく、それらは第１の曲折線路４０４の間隔と同じでも異なっていてもよい。誘電体材料層４０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。第１の曲折線路４０４および導電材料層４１２の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などでもよい。

図４Ｂは、図４Ａのチップアンテナ装置４００の反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。第１の曲折線路４０４の線幅は０．２ｍｍであり、第２の曲折線路４０６および屈曲線路４０８の線幅も０．２ｍｍである。第２の曲折線路４０６は第１の方向４１４のサイズが５ｍｍであり、第１の曲折線路４０４、第２の曲折線路４０６および屈曲線路４０８を第２の方向４１６で加算したサイズは８ｍｍである。図４Ｂから分かるように、チップアンテナ装置４００の−１０ｄＢの反射損失の周波数は、ＩＳＭバンド通信無線（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）の単一バンドの受信要求を満たす。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、一つの曲折線路とは別に、第１の曲折線路と第２の曲折線路とをそれぞれ所定の方向で組み合わせた凹凸パターンの形成を説明する。また、上述の屈曲線路の数は、線路のカーブ箇所よりも少なく、線路のカーブ箇所に接続するだけでよい。

図５Ａは、本発明の第５実施形態を示す模式図である。第１の曲折線路は凹凸パターンに形成され、その屈曲線路は線路のカーブ箇所の一部にそれぞれ接続されている。図５Ａに示すように、チップアンテナ装置５００には、誘電体材料層５０２、第１の曲折線路５０４、第２の曲折線路５０６および複数の屈曲線路５０８が含まれている。第１の曲折線路５０４は、誘電体材料層５０２上で往復するように曲げられて形成されている複数の凹凸パターンであり、これらの凹凸パターンは、第１の方向５１４で互いに組合わされている。また、第２の曲折線路５０６は、同じ側にある四つの線路のカーブ箇所５２６を備える。屈曲線路５０８は、一つの線路のカーブ箇所５２６にそれぞれ接続されている二つのＬ形屈曲線路である。

チップアンテナ装置５００は、フィード点が第１の曲折線路５０４の端点５２４上に配置されている。第１の曲折線路５０４の各曲折サブ線路の線幅および間隔は同じでも異なっていてもよい。また、第２の曲折線路５０６の各曲折サブ線路の線幅および間隔も同じでも異なっていてもよい。さらに、屈曲線路５０８の線幅も同じでも異なっていてもよく、それらは第１の曲折線路５０４の間隔と同じでも異なっていてもよい。誘電体材料層５０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。第１の曲折線路５０４、第２の曲折線路５０６、屈曲線路５０８の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などでもよい。

図５Ｂは、図５Ａのチップアンテナ装置５００の反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。第１の曲折線路５０４、第２の曲折線路５０６および屈曲線路５０８の線幅は０．１ｍｍであり、第２の曲折線路５０６は第１の方向５１４のサイズが３ｍｍである。第１の曲折線路５０４、第２の曲折線路５０６および屈曲線路５０８を第２の方向５１６で加算したサイズは５．２ｍｍである。図５Ｂから分かるように、チップアンテナ装置５００の−１０ｄＢの反射損失の周波数は、ＩＳＭバンド通信無線（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）の単一バンドの受信要求を満たす。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態は、曲折サブ線路の間に少なくとも一つの接続ライン部分を加えることにより、チップアンテナ装置の帯域または帯域幅を変えることを説明する。

図６Ａは、本発明の第６実施形態を示す模式図であり、第２の曲折線路のサブ曲折線路の間に複数の接続ライン部分を配置する。図６Ａに示すように、チップアンテナ装置６００には、誘電体材料層６０２、第１の曲折線路６０４、第２の曲折線路６０６、複数の屈曲線路６０８および複数の接続ライン部分６３６が含まれている。第１の曲折線路６０４は第２の曲折線路６０６に接続され、屈曲線路６０８のそれぞれは、第２の曲折線路６０６の同じ側にある複数の線路のカーブ箇所６２６に接続されている。また、本実施形態では、第２の曲折線路６０６のサブ曲折線路間に少なくとも一つの接続ライン部分６３６が配置されている。

チップアンテナ装置６００は、フィード点が第１の曲折線路６０４の端点６２４上に配置されている。第１の曲折線路６０４の各曲折サブ線路の線幅および間隔は同じでも異なっていてもよい。第２の曲折線路６０６の各曲折サブ線路の線幅および間隔は同じでも異なっていてもよい。屈曲線路６０８の線幅は同じでも異なっていてもよく、それらは第１の曲折線路６０４の間隔と同じでも異なっていてもよい。誘電体材料層６０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。第１の曲折線路６０４、第２の曲折線路６０６、屈曲線路６０８および接続ライン部分６３６の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などでもよい。

また、上述したサブ曲折線路間の接続ライン部分６３６に接続されている追加の線路分岐は、チップアンテナ装置６００の放射効率および帯域幅を増大させることができる。他の実施形態に示すように、接続ライン部分６３６の線幅は同じでも異なっていてもよい。また、各サブ曲折線路には同じか異なる数の接続ライン部分６３６が配置され、各サブ曲折線路の接続ライン部分６３６の間隔および接続位置は同じでも異なっていてもよい。

さらに具体的に説明すると、信号がフィード点から入力されると、上述の接続ライン部分６３６の接続箇所に複数の分岐ルートが形成されているため、長さが異なる電流ルートが形成される。この電流ルートの構造は、短い電流ルート上の電流が高い周波数の箇所に共振を発生させ、長い電流ルート上の電流分布は低い周波数の箇所に共振を発生させて全体のアンテナ構造は多帯域および広帯域の共振の効果を得ることができる。

図６Ｂは、図６Ａのチップアンテナ装置６００の反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がギガヘルツであるアンテナ周波数を示す。第１の曲折線路６０４、第２の曲折線路６０６、屈曲線路６０８および接続ライン部分６３６は線幅が０．２ｍｍである。また、第２の曲折線路６０６は第１の方向６１４のサイズが１２ｍｍであり、第１の曲折線路６０４、第２の曲折線路６０６および屈曲線路６０８を第２の方向６１６で加算したサイズは１８ｍｍである。図６Ｂから分かるように、チップアンテナ装置６００の−１０ｄＢの反射損失の周波数は、ＧＳＭの受信規格を満たす。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の第１実施形態を示す模式図である。 図１Ａの実験例による反射損失の周波数応答を示すグラフである。 図１Ａの実験例による反射損失の周波数応答を示すグラフである。 図１Ａの実験例による反射損失の周波数応答を示すグラフである。 図１Ａの実験例による反射損失の周波数応答を示すグラフである。 本発明の他の実施形態を示す模式図である。 図１Ｆの反射損失の周波数応答を示すグラフである。 本発明の第２実施形態を示す模式図である。 図２Ａの反射損失の周波数応答を示すグラフである。 本発明の第３実施形態を示す模式図である。 図３Ａの反射損失の周波数応答を示すグラフである。 本発明の第４実施形態を示す模式図である。 図４Ａの反射損失の周波数応答を示すグラフである。 本発明の第５実施形態を示す模式図である。 図５Ａの反射損失の周波数応答を示すグラフである。 本発明の第６実施形態を示す模式図である。 図６Ａの反射損失の周波数応答を示すグラフである。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００、６００…チップアンテナ装置、
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２…誘電体材料層、
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４…第１の曲折線路、
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６…第２の曲折線路、
１０８、２０８、３０８、４０８、５０８、６０８…屈曲線路、
１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４…第１の方向、
１１６、２１６、３１６、４１６、５１６、６１６…第２の方向、
１５４…第３の曲折線路、 １５６…第４の曲折線路、
１２４、２２４、３２４、４２４、５２４、６２４…端点、
１２６、２２６、３２６、４２６、５２６、６２６…線路のカーブ箇所、
３０８ａ…反Ｌ形屈曲線路、 ３０８ｂ…Ｌ形屈曲線路、 ４１２…導電材料層、
６３６…接続ライン部分

Claims (7)

1. 誘電体材料層、第１の曲折線路、第２の曲折線路および複数の屈曲線路を備えるチップアンテナ装置であって、
   前記第１の曲折線路は、第１の方向に曲折された状態で前記誘電体材料層上へ配置され、
   前記第２の曲折線路は、第２の方向に曲折された状態で前記誘電体材料層上へ配置され、
   前記第１の曲折線路と前記第２の曲折線路とは接続され、
   前記複数の屈曲線路のそれぞれは、前記第２の曲折線路の同じ側にある複数の線路のカーブ箇所に接続されていることを特徴とするチップアンテナ装置。
2. 前記第１の曲折線路に接続されたフィード点をさらに含み、
   前記第１の曲折線路、前記第２の曲折線路および前記屈曲線路の線幅は、同じでも異なっていてもよく、
   前記第１の曲折線路の各曲折の間隔は同じでも異なっていてもよく、
   前記第２の曲折線路の各曲折の間隔は同じでも異なっていてもよいことを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ装置。
3. 前記第１の曲折線路および前記第２の曲折線路の線幅により前記チップアンテナ装置の帯域幅を調整し、
   前記第１の曲折線路の曲折数により前記チップアンテナ装置の周波数応答点を平行移動させ、
   前記第２の曲折線路の曲折数により前記チップアンテナ装置の周波数応答を増加させて帯域幅を増大させ、
   前記第２の曲折線路の各曲折の間隔により各周波数応答点を調整して連続した共振周波数を得て、
   前記第１の曲折線路の前記第１の方向におけるサイズと、前記第２の曲折線路および前記屈曲線路の前記第２の方向におけるサイズとの比率により、前記チップアンテナ装置の円偏波の軸比を制御し、
   前記屈曲線路と前記第１の曲折線路との間の電磁結合効果により前記チップアンテナ装置のサイズを縮小することを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ装置。
4. 前記誘電体材料層上に配置されている導電材料層を含み、
   前記第１の曲折線路、前記第２の曲折線路および前記屈曲線路の全部または一部は、前記導電材料層中の溝パターンであることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ装置。
5. 前記第１の曲折線路は、前記第１の方向で互いに組み合わせて凹凸パターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ装置。
6. 多曲折線路組は、前記第１の曲折線路、前記第２の曲折線路および前記屈曲線路からなり、
   複数の前記多曲折線路組は、前記チップアンテナ装置に重ねて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ装置。
7. 前記第１の曲折線路または前記第２の曲折線路の曲折線路間を接続する少なくとも一つの接続ライン部分を含むことを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ装置。
   

Images