JP3147882U

JP3147882U - チップ式アンテナ

Info

Publication number: JP3147882U
Application number: JP2008007787U
Authority: JP
Inventors: 張信▲みん▼
Original assignee: 張信▲みん▼
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2018-11-06

Abstract

【課題】金属プレートを用いて無線信号の発射及び受信の面積を増加させ、バンド幅も増加させることができるチップ式アンテナを提供する。【解決手段】チップ式アンテナ１０は第一表面１１１と第二表面１１２からなる本体と、本体の第一表面と第二表面に設置されるマイクロストリップライン構造１２と、前記本体に設置され前記第一表面及び第二表面の間に位置される少なくとも一つの金属プレート１３であって、前記金属プレートは前記マイクロストリップライン構造に電気的に接続して構成する。【選択図】図１

Description

本考案は、チップ式アンテナに関し、特に金属プレートを含むチップ式アンテナに関する。

無線通信産業の発展に伴い、現在、電子製品（携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン、検知設備等）の多くが無線通信を使用した信号伝達の機能を持つ。無線通信は主に信号を発射且つ受信する設備を電子製品の上のアンテナに装備している。このように、無線通信産業の発展に伴い、アンテナの需要量も増えてきた。

アンテナ本体の製作コストの低下、及び信号電子製品に対する軽い、薄い、短い、小さいなどの要求のため、現在無線通信の電子産製品の多くは、チップ式アンテナの採用を以て、伝統的なアンテナ（棒状アンテナ）に換えている。

アメリカ特許番号US７，１３６，０２１の『セラミックチップ式アンテナ』や、アメリカ特許番号US６，２２２，４８９の『アンテナデバイス』など、一般的なチップ式アンテナの外観は四角いプレート体で、陶磁の材料からなる。これらのチップ式アンテナは、折れ曲がった囲み取るマイクロストリップを設置して輻射板とし、前記のチップ式アンテナはこのマイクロストリップを利用して、無線信号を発射または受信している。

チップ式アンテナは小型という長所を持つが、体積が小さいため、囲み取るマイクロストリップラインの長さに限界がある。このためチップ式アンテナの輻射面積は伝統的なアンテナに比べて明らかに小さい。また、チップ式アンテナのスペクトル帯域幅は決して大きくない。この欠点を改善するために、学者やメーカーがある方法を呈している、例えばマイクロストリップラインの囲み取る方法を変えると、チップ式アンテナはより多くのマイクロストリップラインを囲み取ることができる。また、中華民国特許広告号５１８８０１の『チップ式アンテナ及びその制作方法』によると、マイクロストリップラインを部分的にアンテナの外側に伸ばし、マイクロストリップラインの総合的な長さを増やし、アンテナのバンドを増加させる。

しかし、上記の改善方法はマイクロストリップラインの長さや輻射面積の増加に対して限度があり、そのためアンテナのバンドの改善にもやはり限りがある。エッジは、本考案人が上記の欠点を改善し、従って合理的に設置し効果に前記欠点を向上する本考案を提出する。

本考案は、チップ式アンテナの提供と、金属プレートを用いて無線信号の発射及び受信の面積を増加させ、それによってチップ式アンテナのバンドも増加させることを主な目的とする。

第一表面と第二表面からなる本体と、前記本体の第一表面と第二表面に設置されるマイクロストリップライン構造と、前記本体に設置され前記第一表面及び第二表面の間に位置される少なくとも一つの金属プレートであって、前記金属プレートは前記マイクロストリップライン構造に電気的に接続することを含むことを特徴とするチップ式アンテナ。

前記の金属プレートの面積は、本体の第一表面と第二表面の面積とほぼ同じであり、このため金属プレートは前記のチップ式アンテナの輻射面積を大幅に増やし、チップ式アンテナはより大きなバンドとよりよい電気特徴を持つ。

本考案の特徴及び記述内容を更に理解するために、以下の本考案に関する詳細な説明及び図面を見てほしいが、付属の図面は参考提供と説明に使うもので、制限を加えるものではない。

図１及び図３で示すように、本考案は、本体１１、マイクロストリップライン１２及び金属プレート１３からなるチップ式アンテナ１０である。

前記の本体１１は重なった３つの第一回路基板１１０からなり、本体１１は；長さ５．４ミリメートル、広さ４．５ミリメートル及び厚さ１．６ミリメートルで、そのうち上部２つの第一回路基板１１０は厚さ０．４ミリメートル、最も下部の第一回路基板１１０は厚さ０．８ミリメートルである。この第一回路基板１１０の材料はフレームレターデント４（FR−４）等である。

以後の説明のために、本体１１の上表面を第一表面１１１と定義し、本体１１の下表面を第二表面１１２と定義すると、前記のマイクロストリップライン構造１２は第一表面１１１及び第二表面１１２の上に設置されている。前記の金属プレート１３は、本体１１の中に設置され、またその中の２つの第一回路基板１１０の間に挟まれており、金属プレート１３の面積は第一表面１１１または第二表面１１２の面積よりわずかに小さい。金属プレート１３はマイクロストリップライン構造１２と電気的に接続し、両者（マイクロストリップライン構造１２及び金属プレート１３）は高い伝導性の金属材料（銅など）からなる。本考案のチップ式アンテナ１０は、マイクロストリップライン構造１２及び金属プレート１３からなる輻射体を以て無線信号を発射または受信する。

図４で示すように、以下マイクロストリップライン構造１２を用いてより詳細な説明を行う。

前記のマイクロストリップライン構造１２は、複数の第一マイクロストリップライン１２１、複数の第二マイクロストリップライン１２２及び複数の連続孔１２３からなる。これら第一マイクロストリップライン１２１は第一表面１１１の上に固定され、第一マイクロストリップライン１２１の間には決して直接的な連がりはなく、互いに一定の間隔を保っている。これら第一マイクロストリップライン１２１と本体１１の長い辺はL字の垂直である（角度９０度）。

これら第二マイクロストリップライン１２２は第二表面１１２の上に固定され、互いに直接連がらず、第二マイクロストリップライン１２２と本体１１の長い辺はL字だが、角度は９０度より小さい。俯瞰図（図４）から見ると、両端以外の各第二マイクロストリップライン１２２は、全て第一マイクロストリップライン１２１と重ならない。

これらの連続孔１２３はそれぞれ各第一マイクロストリップライン１２１の両端に設置され、連続孔１２３の直径は第一マイクロストリップライン１２１のワイヤの広さよりも大きい。各連続孔１２３は全て本体１１を貫き、対応する第二マイクロストリップライン１２２の端に接続する。これらの連続孔１２３の中には金属（図略）があり、このため連続孔１２３も電気信号を伝達でき、第一マイクロストリップライン１２１と第二マイクロストリップライン１２２に電気的接続を生み出すことができる。最も末（右下側）の連続孔１２３が本体１１を突き抜けるとき、同時に金属プレート１３を突き抜け、金属プレート１３と前記の連続孔１２３が互いに接触し、電気的接続を生み出す。

これらの連続孔１２３のもうひとつの特徴は；俯瞰図（図４）を見ると、２つの隣り合った連続孔１２３は同じ垂直の位置上にあるわけではない。つまり、これらの連続孔１２３は交錯して並んでいる。この特徴は第一マイクロストリップライン１２１または第二マイクロストリップライン１２２をより密接に並べることができ、第一マイクロストリップライン１２１または第二マイクロストリップライン１２２の数を増やすことができる。

上記のマイクロストリップライン構造１２の特徴を説明するために、以下では本考案のチップ式アンテナ１０が如何に無線信号を発射及び受信するかを説明する。本考案のチップ式アンテナ１０は第一マイクロストリップライン１２１、第二マイクロストリップライン１２２及び金属プレート１３で輻射体を作り無線信号を発射及び受信し、最も前方（左下）の連続孔１２３は前記のチップ式アンテナ１０のロード電極端（フィードポイント）だが、発射される信号は連続孔１２３から入り、信号最も前方（最も左側）の第二マイクロストリップライン１２２から最も前方の第一マイクロストリップライン１２１へ転送し、前方の第一マイクロストリップライン１２１からさらに二つ目の第二マイクロストリップライン１２２へ転送し、二つ目の第二マイクロストリップライン１２２からさらに二つ目の第一マイクロストリップライン１２１へ転送する。

信号は順番通りに第一マイクロストリップライン１２１及び第二マイクロストリップライン１２２の間を伝わり、最後の第二マイクロストリップライン１２２に到達したとき、後述の第二回路基板２０（図５参照）の連続電極端２２を経由して最後（右下側）の連続孔１２３に伝わり、金属プレート１３の中に転送される。信号はこの転送の過程で、無線電波を生み出す。これに対して、これら第一マイクロストリップライン１２１、第二マイクロストリップライン１２２及び金属プレート１３が無線信号を受信するとき、受信した信号はロード電極端に転送され、その後ロード電極端からその他の電子部品（図略）に送出される。前記の右下側の連続孔１２３及び右上側の連続孔１２３も、直接第二マイクロストリップライン１２２（図略）を以て接続でき、信号は連続電極端２２を経由せずに金属プレート１３の中へ転送できる。

本考案のチップ式アンテナ１０は金属プレート１３の設置により、大幅に無線信号の発射と受信の輻射面積を増加し、そのため本考案のチップ式アンテナ１０のバンドは大きく増加した。また金属プレート１３の形状から、必要なバンドと外観を容易に調整することができる。この外、本考案のチップ式アンテナ１０は円形のアンテナなので、全向性の外観を生み出すことができる。

図５及び図６を参考にして、本考案のチップ式アンテナ１０は如何に第二回路基板２０の上に設置されているか、及び如何に第二回路基板２０と電気的に接続しているかを、以下に説明する。

前記の第二マイクロストリップライン１２２はロード電極端２１、連続電極端２２、グラウンド電極端２３、金属層２４及び導通孔２５からなり、前記のロード電極端２１、連続電極端２２、グラウンド電極端２３、金属層２４及び導通孔２５の中の金属は全て、高い伝導性の金属材料（銅等）である。前記のロード電極端２１、連続電極端２２、グラウンド電極端２３は、第二マイクロストリップライン１２２の上表面に設置され、前記のグラウンド電極端２３は第二回路基板２０の最も左端に位置し、連続電極端２２は第二回路基板２０の最も右端に位置し、ロード電極端２１は連続電極端２２及びグラウンド電極端２３の間に位置し、三者の間にはそれぞれ一定の間隔がある。前記の金属層２４は第二回路基板２０の下表面に設置され、金属層２４の面積は第二回路基板２０の面積と同じである。前記の導通孔２５は第二回路基板２０の上表面に設置され、それぞれ前記のグラウンド電極端２３の右上角及び右下角に設置され、前記の導通孔２５は第二回路基板２０を貫いて金属層２４に繋がり、導通孔２５の中には金属（図略）があり、このためグラウンド電極端２３と金属層２４は互いに接続し電気的接続を生み出す。

前記のチップ式アンテナ１０が第二回路基板２０の上に設置されるとき、チップ式アンテナ１０の第二表面１１２は第二回路基板２０の上表面に向いており、最も前（左下側）の連続孔１２３（ロード点）は前記のロード電極端２１の上に溶接され、ロード電極端２１と電気的接続を生み出し、最後の（右下側）の連続孔１２３及び下から２つ目（右上側）連続孔１２３は前記の連続電極端２２の上に溶接され、連続電極端２２と電気的接続を生み出す。前記の連続電極端２２も信号を伝達でき、信号を右上側の連続孔１２３から右下側の連続孔１２３に転送する。このため、信号ロード電極端２１からチップ式アンテナ１０に入り、発射されると無線電波となり、もしくは、チップ式アンテナ１０が無線信号を受信した後、ロード電極端２１から出る。

前記の第二回路基板２０は他に内層リード（インナーコンダクター）３２と外層リード（アウターコンダクター）３３からなる同軸ケーブル３０と接続され、内層リード３１は外層リード３２の中にある。前記の内層リード３１は前記のロード電極端２１の上に接続及び溶接されており、前記の外層リード３２はグラウンド電極端２３の上に接続及び溶接されている。前記の同軸ケーブル３０はロード電極端２１に信号を伝えること、もしくはロード電極端２１に信号を受信させることができ、また同軸ケーブル３０は、前記のグラウンド電極端２３及び金属層２４を設置場所とし、前記の金属層２４は大幅に接地面積を増加させ、このためチップ式アンテナ１０のアンテナ効率を増加させることができる。

図７及び図８で示すように、本考案のチップ式アンテナ１０には第二実施例があり、この第二実施例が第一実施例と異なるのは；２つの金属プレート１３が前記の本体１１の中に設置されていることである。各２つの第一回路基板１１０の間には、それぞれ金属プレート１３が挟まれており、最後（右下側）の連続孔１２３は前記の２つの金属プレート１３を貫き、その２つの金属プレートと電気的に接続する。もう１つ金属プレートを増やすことで、前記のチップ式アンテナ１０の輻射面積を増加し、またチップ式アンテナ１０はより大きなバンド及びよりよい電気特徴を有することができる。

その他に、本考案のチップ式アンテナ１０には第三実施例（図略）があり、前記の第三実施例が第一及び第二実施例と異なるのは；最後の連続孔１２３が金属プレート１３と電気的に接続している他、残りの連続孔１２３も金属プレート１２３と電気的に接続することができ、そのため前記のチップ式アンテナ１０の輻射頻度が増加することである。

上記をまとめると、本考案のチップ式アンテナには以下のような特徴がある；
１．金属プレート１３によって、本考案のチップ式アンテナ１０は輻射面積を大幅に増加し、本考案のチップ式アンテナ１０には、より大きなバンド及びよりよい電気特徴がある。

２．本考案のチップ式アンテナ１０は非常に微小であるため、体積の小さい電子製品に用いるのに適している。

上記内容は本考案の好ましい実施例に過ぎず、実用新案登録請求の範囲を限定するものではないため、本考案で開示した趣向を逸脱しないで完成された等価変更若しくは補正は、全て実用新案登録請求の範囲内に含まれるものとする。

本考案チップ式アンテナの立体図。本考案チップ式アンテナの異なる角度からの立体図。本考案チップ式アンテナの立体分解図。本考案チップ式アンテナの俯瞰図。本考案チップ式アンテナを第二回路基板に設置した示意図。本考案チップ式アンテナを第二回路基板に設置した異なる示意図。本考案チップ式アンテナの第二実施例の立体図。本考案チップ式アンテナの第二実施例の立体分解図。

符号の説明

１０チップ式アンテナ
１１本体
１１０第一回路基板
１１１第一表面
１１２第二表面
１２マイクロストリップライン構造
１２１第一マイクロストリップライン
１２２第二マイクロストリップライン
１２３接続孔
１３金属プレート
２０第二回路基板
２１ロード電極端
２２接続電極端
２３グラウンド電極端
２４金属層
２５導通孔
３０同軸ケーブル
３１内層リード
３２外層リード

Claims

第一表面と第二表面からなる本体と、
前記本体の第一表面と第二表面に設置されるマイクロストリップライン構造と、
前記本体に設置され前記第一表面及び第二表面の間に位置される少なくとも一つの金属プレートであって、前記金属プレートは前記マイクロストリップライン構造に電気的に接続することを含むことを特徴とするチップ式アンテナ。
前記マイクロストリップライン構造は第一マイクロストリップライン、第二マイクロストリップライン、接続孔を複数有し、前記これらの第一マイクロストリップラインは前記第一表面に固定され、前記これらの第二マイクロストリップラインは前記第二表面に固定され、前記これらの接続孔は前記本体の第一表面と第二表面を貫通させ、前記これらの第一マイクロストリップラインは少なくとも一つの前記接続孔により少なくとも一つの前記第二マイクロストリップラインを電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載のチップ式アンテナ。
少なくとも一つの前記接続孔は少なくとも一つの前記金属プレートを電気的に接続することを特徴とする請求項２に記載のチップ式アンテナ。
最端末の前記接続孔は少なくとも一つの前記金属プレートを電気的に接続することを特徴とする請求項２に記載のチップ式アンテナ。
前記これらの接続孔はインタリーブにより配列されることを特徴とする請求項２に記載のチップ式アンテナ。
回路基板に設置されることを特徴とする請求項２に記載のチップ式アンテナ。
前記回路基板はロード電極端を有し、前記ロード電極端は前記回路基板の表面に位置され、前記マイクロストリップライン構造は前記ロード電極端を電気的に接続することを特徴とする請求項６に記載のチップ式アンテナ。
最先端の前記接続孔は前記ロード電極端を電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載のチップ式アンテナ。
前記回路基板は接続電極端を有し、前記接続電極端は前記回路基板の表面に位置され、前記マイクロストリップライン構造は前記接続電極端を電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載のチップ式アンテナ。
最端末の前記接続孔は前記電極端を電気的に接続することを特徴とする請求項９に記載のチップ式アンテナ。
前記回路基板はグラウンド電極端を有し、前記グラウンド電極端は前記回路基板の表面に位置され、同軸ケーブルは前記回路基板のロード電極端と前記グラウンド電極端を電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載のチップ式アンテナ。
前記回路基板は金属層と少なくとも一つの導通孔を有し、前記金属層は前記回路基板の下端表面に設置され、前記少なくとも一つの導通孔は前記グラウンド電極端と前記金属層を接続することを特徴とする請求項１１に記載のチップ式アンテナ。