JP2007318701A - チップアンテナ、アンテナ装置および通信機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Rと内径rとの比r/Rは0.1以上であることを特徴とする。また、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体はY型フェライトの焼結体であることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
主成分であるFe2O3、BaO(BaCO3を使用)、CoO(Co3O4を使用)を60mol%、20mol%、20mol%のモル比とし、この主成分100重量部に対して表1に示すCuOまたはZnOを添加し、水を媒体として湿式ボールミルにて16時間混合した(No1〜12)。また、No13の材料として、主成分であるFe2O3、BaO(BaCO3を使用)、CoO(Co3O4を使用)を70.6mol%、17.6mol%、11.8mol%のモル比とし、水を媒体として湿式ボールミルにて16時間混合した。
次に、アンテナ1を用いた別のアンテナ装置3を構成し、同じNo4の材料を用いて作製したヘリカル電極構造のアンテナ装置4と比較評価した。アンテナ装置3は、アンテナ1を用いて図8に示す構成で作製した。プリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は3.5mm、長さは13mmとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは1mmである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は11mmとした。整合回路として低域用と高域用の2種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図9に示したものと同じで、低域用はC1を1pF、L1を12nH、L2を18nHとし、高域用は、C1を1pF、L1を12nH、L2を0nH(インダクタを接続せず)とした。インダクタL2の他端に相当する部分は、50Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して給電を行った。一方、アンテナ装置4は、No4の材料を用いて作製した。ヘリカル電極の巻き数を12回とした以外は、アンテナ装置2の場合と同様にしてチップアンテナを作製した。アンテナ装置4の基板上の配置はアンテナ装置3の場合と同様である。チップアンテナと接地電極との間隔は11mmとした。ただし、固定電極は設けず、また整合回路を付加していない。これらアンテナ装置3、4を測定用アンテナ(図8のアンテナ装置の右側に設置(図示せず))から3m離し、前記アンテナ利得評価装置を用いてアンテナ特性(平均利得、共振周波数)を評価した。整合回路を切り換えて評価した結果を表4に示す。なお、表4の中の平均利得帯域幅は、上記表3の場合と同様平均利得が−7dBi以上の場合と−5dBi以上の場合の周波数帯域幅である。表4にはZX面(H平面)の垂直偏波の平均利得、およびXY面(E2平面)、YZ(E1平面)、ZX面(H平面)の3全面で平均した平均利得の評価結果を示してある。
次に、アンテナ1を用いて図8に示す構成でアンテナ装置5を作製した。プリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は3.5mm、長さは13mmとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは1mmである。ただし、接地電極はチップアンテナ全体に対向せず、固定電極に対向する部分に形成した。整合回路として低域用、高域用の2種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図9に示したものと同様で、低域用はC1を0.5pF、L1を15nH、L2を15nHとし、高域用はC1を0.5pF、L1のかわりにC2を配置して2pF、L2を0nH(インダクタを接続せず)とした。このアンテナ装置を携帯電話に実装した。実装場所は、概略図11に示すように、携帯電話の表示ユニットの先端とした。チップアンテナは表示ユニットの先端線に平行になるように、かつスピーカ等からなるレシーバからの12mmの間隔を確保するように配置した。アンテナ特性の評価のために、インダクタL2の他端に相当する部分は、50Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して給電を行った。整合回路を切り換えて、評価した結果を表5に示す。表5には全面で平均した平均利得の評価結果を示してある。携帯電話に実装した状態でも、整合回路によらず帯域幅は220MHz以上を確保できた。また、整合回路を切り換えることによって、470〜770MHzの帯域において、−7dBiを満足した。なお、表5には470〜770MHzでの評価結果を示してあるが、低域側の−7dBi以上の領域は470MHz未満或いは770MHz以上の帯域にも及んでいる。また、−5dBi以上の領域も470MHz未満にも及んでいる。すなわち、実際の帯域幅は表5に示す帯域幅よりも広いものである。したがって、低域用の整合回路および高域用の整合回路を微調整することによって、470〜770MHzを越える周波数帯域おいて−5dBi以上を満たすことも可能である。また、レシーバとチップアンテナの間隔を変化させたところ、該間隔を大きくすることによって利得が向上し、帯域幅が広がる傾向を示した。該間隔が4mmを下回ると帯域幅の低下が大きくなり、4mm以上が好ましいことがわかった。
表1のNo4の材料と同様に、主成分であるFe2O3、BaO(BaCO3を使用)、CoO(Co3O4を使用)を60mol%、20mol%、20mol%のモル比とし、この主成分100重量部に対してCuO0.6重量部を添加し、水を媒体として湿式ボールミルにて混合した。次に、この混合粉を乾燥後、大気中1100℃で1.5時間仮焼した。この仮焼粉を、水を媒体とした湿式ボールミルにて10時間粉砕した。得られた粉砕粉に水、バインダ、潤滑剤および可塑剤を添加して、押出し成形を行った。得られた成形体は乾燥後、大気中1150℃で3時間焼結し、30mm×3mm×3mmの直方体形状の焼結体を得た。該焼結体の中心には、直径約0.6mmの円形断面の貫通孔が長手方向に形成され、該長手方向に垂直な方向に位置する4つの角の部分には、面取り幅0.5mmのアールが形成された。また、複数の焼結体について貫通孔の円筒度(最大径と最小径の差)を測定したところずれも10μm以下であった。また、押出し成形の条件を変えて円筒度が48〜149μmのものを作製したところ、導体を挿入することが困難であった。この場合、貫通孔は正方形断面の一辺の方に長く、それに直角な方向の一辺の方に短くなっているものが多かった。
5:固定電極 6:給電電極 7:給電回路 8:基板 9:接地電極
10:チップアンテナ 11、12、13、14、15:磁性部材 21:切り欠き部
22:整合回路 23:表示ユニット 24:操作ユニット 25:携帯電話
26:無線モジュール 27:基板 28:チップアンテナ 29:レシーバ
30、37:ケース 31、38:突起部 39A、39B:導体部材
Claims (18)
- 線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Rと内径rとの比r/Rは0.1以上であることを特徴とするチップアンテナ。
- 前記比r/Rが0.5以下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。
- 線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における前記磁性基体の断面積Sに対する前記導体の断面積sの比s/Sが0.029以上であることを特徴とするチップアンテナ。
- 前記比s/Sが0.125以下であることを特徴とする請求項3に記載のチップアンテナ。
- 線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、平均利得の全面平均がー7dBi以上である帯域幅が220MHz以上であることを特徴とするチップアンテナ。
- 線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体はY型フェライトの焼結体であることを特徴とするチップアンテナ。
- 前記Y型フェライトの焼結体密度は4.8×103kg/m3以上であることを特徴とする請求項6に記載のチップアンテナ。
- 前記Y型フェライトの1GHzにおける初透磁率が2以上で、損失係数が0.05以下であることを特徴とする請求項6または7に記載のチップアンテナ。
- 前記磁性基体は、長さが30mm以下、幅が10mm以下、高さが5mm以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のチップアンテナ。
- 前記磁性基体は直方体形状を有し、該直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角の部分に面取りが設けられていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のチップアンテナ。
- 前記チップアンテナは、ケースに収容されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のチップアンテナ。
- 請求項1〜11のいずれかに記載のチップアンテナを用い、前記導体の一端は開放端を構成し、他端は給電回路に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
- 前記アンテナ装置は前記チップアンテナを実装する基板を有し、前記基板には接地電極と該接地電極に離間して固定電極が形成されており、前記導体の前記一端は前記固定電極に接続されていることを特徴とする請求項12に記載のアンテナ装置。
- 前記チップアンテナと前記給電回路との間に、アンテナ装置の共振周波数を調整する整合回路を備え、前記整合回路を切り換えることによって共振周波数を移動させる請求項12または13に記載のアンテナ装置。
- 線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突出しており、前記導体の両端部は前記磁性基体の外で屈曲されて前記基板に形成された電極部に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
- 線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突出しており、前記基板には切り欠き部または開口部を設け、前記チップアンテナの基体は前記切り欠き部または開口部に挿入され、前記導体の両端部が前記基板に形成された電極部に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
- 請求項12〜16のいずれかに記載のアンテナ装置を用いた地上デジタル放送用のアンテナ装置。
- 請求項12〜17のいずれかに記載のアンテナ装置を搭載した通信機器。
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