JP2010206550A - アンテナ装置及びこれに用いるアンテナ素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンテナ装置100は、アンテナ素子10と、アンテナ素子10が実装されたプリント基板20とを備え、アンテナ素子10は、誘電体からなる基体11と、基体11の上面に形成され一端が開放端とされた放射導体12と、基体11の底面に形成された端子電極14〜16と、アンテナ素子10の底面に形成された略U字状のループ導体17とを備え、ループ導体17は所定幅のギャップを介して端子電極14と対向配置されている。プリント基板20の表面にはその長辺のエッジ20eに接してアンテナ実装領域23が設けられ、給電ライン27はエッジ20eに沿ってアンテナ実装領域23内に引き込まれ、ループ導体17の一端は給電ライン27に接続され、ループ導体17の他端はグランドパターン22に接続される。
【選択図】図1
Description
プリント基板上のアンテナ実装領域の位置を変化させたときのアンテナ特性を測定した。プリント基板のサイズは80×37×1mm、アンテナ実装領域のサイズは3.0×4.5mm、アンテナ素子のチップサイズは2.0×1.2×1.0mmであった。ここで、図19に示すように、サンプルS1は、アンテナ実装領域を基板の基準点から50%、つまりコーナー部に配置した場合であり、サンプルS2は基板の基準点(0%)に配置した場合であり、サンプルS3は基板の基準点から25%、つまり基準点とコーナー部との中間位置に配置した場合であり、S4は基準点から37.5%、つまりS1とS3との間の位置に配置した場合である。アンテナ素子の基体の比誘電率εr=37とし、各サンプルS1〜S4の共振周波数は2.43GHz、入力インピーダンスは50Ωとなるようにアンテナ素子の導体パターンを調整した。その後、ネットワークアナライザを用いて2.3GHz〜2.6GHzまでの信号を信号ラインから供給し、アンテナ装置のリターンロス及び放射効率を求めた。その結果を図20(a)及び(b)にそれぞれ示す。
アンテナ実装領域の縦横比を変化させたときのアンテナ特性を測定した。プリント基板のサイズは80×37×1mm、アンテナ実装領域の位置はプリント基板の長手方向の基準点(0%)とし、アンテナ実装領域のサイズ(Wa×Wb、図3参照)はサンプルS5が3×5mm、サンプルS6が3×4.5mm、サンプルS7が3×4mmであった。アンテナ素子のチップサイズは2.0×1.2×1.0mmとし、基体の比誘電率εr=37とし、各サンプルS5〜S7の共振周波数は2.43GHz、入力インピーダンスは50Ωとなるようにアンテナ素子の導体パターンを調整した。その後、ネットワークアナライザを用いて2.3GHz〜2.6GHzまでの信号を信号ラインから供給し、アンテナ装置のリターンロス及び放射効率を求めた。その結果を図21(a)及び(b)にそれぞれ示す。
11 基体
11a 基体の上面
11b 基体の底面
11c,11d,11e,11f 基体の側面
12 放射導体
13 接地導体
14-16 端子電極
17 ループ導体
17a,17f 第1の帯状導体パターン
17b 第2の帯状導体パターン
17c 第3の帯状導体パターン
17d 周波数調整パターン(第4の帯状導体パターン)
17e インピーダンス調整パターン(第5の帯状導体パターン)
18 スルーホール導体
19 帯状導体パターン(第6の帯状導体パターン)
20 プリント基板
20a プリント基板の表面
20b プリント基板の裏面
20e プリント基板の長辺のエッジ
21 絶縁基板
22 グランドパターン
23 アンテナ実装領域
23a,23b アンテナ実装領域の対向する二辺
24〜26 ランド
27 給電ライン
28 グランドクリアランス領域
100〜700 アンテナ装置
Claims (15)
- アンテナ素子と、前記アンテナ素子が実装されたプリント基板とを備え、
前記アンテナ素子は、
略直方体状の誘電体からなる基体と、前記基体の上面に形成され一端が開放端とされた放射導体と、前記基体の底面に形成された複数の端子電極とを含み、
前記プリント基板は、
絶縁基板と、前記絶縁基板の表面であってその長辺のエッジに接して設けられた略矩形状の絶縁領域であるアンテナ実装領域と、前記エッジによる一辺を除く前記アンテナ実装領域の三辺を画定するように前記絶縁基板の表面に設けられたグランドパターンと、前記エッジに沿って前記アンテナ実装領域内に引き込まれた給電ラインと、前記アンテナ実装領域の直下における前記絶縁基板の裏面及び内層において導体パターンが排除されたグランドクリアランス領域とを含み、
前記アンテナ素子と前記プリント基板とが重なる領域には略U字状のループ導体が設けられており、
前記ループ導体の一端は前記給電ラインに接続され、
前記ループ導体の他端は前記グランドパターンに接続され、
前記ループ導体の少なくとも一部は、所定幅のギャップを介して前記複数の端子電極のうち、前記放射導体の他端に接続された第1の端子電極と対向配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記アンテナ素子は、前記基体の長手方向と直交する第1の側面に形成され上端が前記放射導体の他端に接続された接地導体を含み、
前記第1の端子電極は、前記基体の底面のうち前記第1の側面と接する前記基体の長手方向の一方の端部に形成され前記接地導体の下端に接続されており、
前記複数の端子電極は、前記基体の底面であって前記基体の長手方向の他方の端部の幅方向の両端にそれぞれ形成された第2及び第3の端子電極をさらに含み、
前記プリント基板は、前記第1乃至第3の端子電極に対応して前記アンテナ実装領域内に設けられた第1乃至第3のランドを含み、
前記ループ導体は、所定幅のギャップを介して前記第1の端子電極と対向配置された第1の帯状導体パターンを含み、
前記ループ導体の一端は前記第2のランドを介して給電ラインに接続されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記ループ導体の全体が前記アンテナ素子と前記プリント基板とが重なる領域に設けられており、
前記ループ導体の他端は前記第3のランドを介して前記グランドパターンに接続されていることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。 - 前記ループ導体は、前記絶縁基板の長辺と平行な第2及び第3の帯状導体パターンをさらに含み、
前記第2の帯状導体パターンの一端は前記第2のランドパターンに接続され、他端は前記第1の帯状導体パターンの一端に接続されており、
前記第3の帯状導体パターンの一端は前記第3のランドパターンに接続され、他端は前記第1の帯状導体パターンの他端に接続されていることを特徴とする請求項2又は3に記載のアンテナ装置。 - 前記アンテナ実装領域内に形成された周波数調整パターンをさらに備え、
前記周波数調整パターンは、前記第1の帯状導体パターンの長手方向の略中央部から延設された第4の帯状導体パターンからなることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記アンテナ実装領域内に形成されたインピーダンス調整パターンをさらに備え、
前記インピーダンス調整パターンは、ループサイズが小さくなるように前記第1の帯状導体パターンと平行に設けられた第5の帯状導体パターンからなることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記第1の帯状導体パターンがミアンダパターンを含むことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記ループ導体は、
前記絶縁基板を貫通するスルーホール導体と、
前記絶縁基板の裏面に形成された第6の帯状導体パターンを含み、
前記スルーホール導体の一端は前記ループ導体の他端に接続され、前記スルーホール導体の他端は前記第6の帯状導体パターンを介して前記絶縁基板の裏面に形成されたグランドパターンに接続されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記アンテナ実装領域は、前記プリント基板の前記長辺の中点から±25%以内の範囲に設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記グランドクリアランス領域は、前記プリント基板の長手方向と直交する方向に長辺を有し、その縦横比が1.5以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は、前記アンテナ実装領域の対向する二辺を画定する一方のグランド部分と他方のグランド部分との間を短絡するように実装されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 略直方体状の誘電体からなる基体と、
前記基体の上面に形成され一端が開放端とされた放射導体と、
前記基体の長手方向と直交する第1の側面に形成され上端が前記放射導体の他端に接続された接地導体と、
前記基体の底面のうち前記第1の側面と接する前記基体の長手方向の一方の端部に形成され前記接地導体の下端に接続された第1の端子電極と、
前記基体の底面であって前記基体の長手方向の他方の端部の幅方向の両端にそれぞれ形成された第2及び第3の端子電極と、
前記基体の底面に形成された略U字状のループ導体とを備え、
前記ループ導体は、所定幅のギャップを介して前記第1の端子電極と対向配置された第1の帯状導体パターンを含むことを特徴とするアンテナ素子。 - 前記ループ導体は、前記基体の長手方向と平行な第2及び第3の帯状導体パターンをさらに含み、
前記第2の帯状導体パターンの一端は前記第2の端子電極に接続され、他端は前記第1の帯状導体パターンの一端に接続されており、
前記第3の帯状導体パターンの一端は前記第3の端子電極に接続され、他端は前記第1の帯状導体パターンの他端に接続されていることを特徴とする請求項12に記載のアンテナ素子。 - 前記基体の底面に形成された周波数調整パターンをさらに備え、
前記周波数調整パターンは、前記第1の帯状導体パターンの長手方向の略中央部から延設された第4の帯状導体パターンからなることを特徴とする請求項12又は13に記載のアンテナ素子。 - 前記第1の帯状導体パターンがミアンダパターンを含むことを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載のアンテナ素子。
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