JP3427750B2 - 表面実装型アンテナおよびそれを用いた通信機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型アンテ
ナおよびそれを用いた通信機、特にＥＴＣやＶＩＣＳに
用いられる表面実装型アンテナおよびそれを用いた通信
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のカーナビゲーションなどの自動車
の情報化の中で、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｏｌｌ
Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：自動料金収受システム）やＶ
ＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａ
ｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：道
路交通情報システム）などの複数の通信システムにおい
て、自動車と基地局などとの間の無線による情報のやり
とりが必要になり、そのためのアンテナを自動車に搭載
する必要が生じている。そして、通信機の小型化のため
に複数の通信システム用のアンテナを１つにまとめる必
要が生じてきている。

【０００３】図７に、従来の２つの周波数に対応した表
面実装型アンテナの透視斜視図を示す。なお、図７の表
面実装型アンテナ１は特開平９−２１９６１９号公報に
その基本構成が示されている。図７において、表面実装
型アンテナ１は、絶縁体の１つであるセラミックスや樹
脂などの誘電体からなる直方体状の基体２の表面にいく
つかの電極を形成して構成されている。まず、基体２の
一方主面のほぼ全面には接地電極３が形成されている。
また、基体２の他方主面には第１の放射電極４と第２の
放射電極５が形成されている。第１の放射電極４の一端
は開放端を形成し、他端は基体２の１つの端面を介して
一方主面に回り込んで接地電極３に接続されている。ま
た、第２の放射電極５の一端は開放端を形成し、他端は
基体２の１つの端面を介して一方主面に回り込んで接地
電極３に接続されている。また、基体２の１つの端面か
ら一端が他方主面に、他端が一方主面に回り込んで給電
電極６が形成されている。そして、第１の放射電極４の
一端と第２の放射電極５の一端はそれぞれ給電電極６の
一端に近接して配置されている。なお、実際の表面実装
型アンテナでは上記の各電極に加えて、基体２のいずれ
かの端面に半田付けなどによる固定用の電極が設けられ
る場合があるが、ここでは省略している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した表面実装型アンテナ１においては、第１の放射電
極４の一端と第２の放射電極５の一端を給電電極６の一
端にかなり近接して配置する必要があるため、必然的に
第１の放射電極４と第２の放射電極５が近接する。その
ため、第１の放射電極４と第２の放射電極５の共振周波
数が異なっていても相互に干渉し合い、表面実装型アン
テナ１が正常に動作しない可能性がある。

【０００５】また、表面実装型アンテナ１においては第
１の放射電極４と第２の放射電極５のいずれもが直線偏
波の電波を放射するアンテナとして動作する。そのた
め、ＥＴＣのような円偏波の電波が所望されるシステム
には採用できないという問題もある。

【０００６】そこで、本発明は、互いに周波数の異なる
直線偏波と円偏波の両方の電波に対応し、小型で相互干
渉の少ない２周波共用型の表面実装型アンテナおよびそ
れを用いた通信機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の表面実装型アンテナは、一方主面と他方
主面と１つ以上の端面を有する絶縁体からなる基体と、
該基体の主として一方主面に形成された接地電極と、前
記基体の主として他方主面に形成された第１の放射電極
および第２の放射電極と、前記基体の１つの端面に形成
された給電電極からなり、前記第１の放射電極はストリ
ップ状に形成され、一端を前記給電電極が形成された端
面に回り込んで前記給電電極に近接し、他端を前記基体
のいずれかの端面を介して一方主面に回り込んで前記接
地電極に接続してなり、前記第２の放射電極は縮退分離
素子を有し、端縁の一部を前記基体の他方主面において
前記給電電極に近接してなることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の通信機は、上記の表面実装
型アンテナを用いたことを特徴とする。

【０００９】このように構成することにより、本発明の
表面実装型アンテナにおいては、小型で、直線偏波と円
偏波の両方の電波に対応することができるにも関わら
ず、２周波間の相互干渉を少なくすることができる。

【００１０】また、本発明の通信機においては、小型化
とコストダウンを図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の表面実装型アン
テナの一実施例の透視斜視図を示す。図１において、表
面実装型アンテナ１０は、絶縁体の１つであるセラミッ
クスや樹脂などの誘電体からなる直方体状の基体１１の
表面にいくつかの電極を形成して構成されている。

【００１２】まず、基体１１の一方主面のほぼ全面には
接地電極１２が形成されている。また、基体１１の他方
主面には第１の放射電極１３と第２の放射電極１４が形
成されている。また、基体１１の１つの端面には一端を
一方主面に回り込ませて給電電極１５が形成されてい
る。さらに、基体１１の２つの端面には接地電極１２に
接続して半田付け用の固定用電極１６が形成されてい
る。

【００１３】ここで、第１の放射電極１３の一端１３ａ
は給電電極１５が形成された端面に回り込んで形成され
て開放端となり、その開放端を給電電極１５の他端に近
接して配置され、第１の放射電極１３の他端１３ｂは基
体１１の１つの端面を介して一方主面に回り込んで接地
電極１２に接続されている。そして、第１の放射電極１
３の長さは放射したい電波の周波数（ここではＶＩＣＳ
用の２．５ＧＨｚ）における実効波長の１／４になるよ
うに設定されていて、直線偏波の電波を放射する。ま
た、第２の放射電極１４は略矩形状に形成され、その２
つのコーナーに縮退分離素子１４ｘが設けられるととも
に、その端縁である１つの辺１４ａを給電電極１５に近
接して配置されている。そして、第２の放射電極１４の
各辺の長さは、放射したい電波の周波数（ここではＥＴ
Ｃ用の５．８０ＧＨｚ）における実効波長の１／２にな
るように設定されていて、円偏波の電波を放射する。こ
のように、第１の放射電極１３と第２の放射電極１４が
ともに給電電極１５との間に形成される容量を介して給
電される構成となっているため、１つの給電電極１５で
第１の放射電極１３と第２の放射電極１４の両者に給電
することができる。

【００１４】このとき、第１の放射電極１３の一端１３
ａと給電電極１５の他端との間隔は、基体１１の同じ端
面に形成されていてかなり近接している。これに対して
第２の放射電極１４の１つの辺１４ａと給電電極１５と
の間隔は、それぞれ隣接する別の面に形成されているこ
ともあり、比較的大きな間隔を取っている。そのため、
第１の放射電極１３と第２の放射電極１４の間隔を比較
的大きくすることができる。

【００１５】図２に、このように構成された表面実装型
アンテナ１０の等価回路を示す。図２において、図１と
同一の部分には同じ記号を付す。図２において、第１の
放射電極１３の一端１３ａは接地電極１２との間に形成
される容量Ｃ１を介して接地され、他端１３ｂは接地電
極１２との間に形成されるインダクタＬ１を介して接地
されており、１／４波長の共振器として動作する。ま
た、第２の放射電極１４は１つの辺１４ａが接地電極１
２との間に形成される容量Ｃ２を介して接地され、それ
に対向する別の辺が接地電極１２との間に形成される容
量Ｃ３を介して接地されており、１／２波長の共振器と
して動作する。さらに、第１の放射電極１３の一端１３
ａと第２の放射電極１４の１つの辺１４ａは、それぞれ
給電電極１５の他端との間に形成される容量Ｃ４および
Ｃ５を介して信号源Ｇ１に接続されている。

【００１６】このように構成された表面実装型アンテナ
１０において、給電電極１５に２．５ＧＨｚの信号が供
給された場合、給電電極１５の他端と第１の放射電極１
３の一端１３ａとの間に形成された容量Ｃ４を介して第
１の放射電極１３に信号が伝達される。第１の放射電極
１３は１／４波長で共振し、直線偏波の電波を放射す
る。このとき、第２の放射電極１４は第１の放射電極１
３との間隔が離れていることもあって共振せず、第１の
放射電極１３の動作に悪影響を与えることもない。ま
た、給電電極１５に５．８０ＧＨｚの信号が供給された
場合、給電電極１５の他端と第２の放射電極１４の１つ
の辺１４ａとの間に形成された容量Ｃ５を介して第２の
放射電極１４に信号が伝達される。第２の放射電極１４
は１／２波長で共振し、円偏波の電波を放射する。この
とき、第１の放射電極１３は第２の放射電極１４との間
隔が離れていることもあって共振せず、第２の放射電極
の動作に悪影響を与えることもない。その結果、表面実
装型アンテナ１０は給電電極１５に供給される信号の周
波数に応じて、２．５ＧＨｚの直線偏波のアンテナある
いは５．８０ＧＨｚの円偏波のアンテナとして動作す
る。

【００１７】一方、電波を受信する場合には表面実装型
アンテナ１０は逆に作用し、２．５ＧＨｚの電波が入射
した場合には第１の放射電極１３が共振して、その信号
が容量Ｃ４を介して給電電極１５に伝えられる。このと
き、第２の放射電極１４は共振せず、第１の放射電極に
悪影響を与えることはない。また、５．８０ＧＨｚの電
波が入射した場合には第２の放射電極１４が共振して、
その信号が容量Ｃ５を介して給電電極１５に伝えられ
る。このとき、第１の放射電極１３は共振せず、第２の
放射電極に悪影響を与えることはない。

【００１８】ここで、図３に表面実装型アンテナ１０の
反射損失を示す。図３に示すように、表面実装型アンテ
ナ１０の反射損失は、２．５ＧＨｚと５．８０ＧＨｚに
おいて、一定の帯域をもって反射損失が大きくなってい
て、両方の周波数において正常に動作していることが分
かる。

【００１９】このようにして、表面実装型アンテナ１０
においては、直線偏波と円偏波の周波数の異なる２つの
偏波の電波に対応した相互干渉の少ないアンテナとして
動作させることができる。また、１つの基体に２つの放
射電極を同時に形成することができるため、表面実装型
アンテナの小型化を図ることができる。

【００２０】図４に、本発明の表面実装型アンテナの別
の実施例を示す。図４において、図１と同一もしくは同
等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。図
４において、表面実装型アンテナ２０は、第２の放射電
極１４の給電電極１５の他端に近接させた辺１４ａと対
向するもう１つの辺１４ｂが、基体１１の給電電極１５
を形成した端面と対向する別の端面に回り込んで形成さ
れている。その結果、基体１１は、表面実装型アンテナ
１０に比べて、第２の放射電極の辺１４ａから辺１４ｂ
に向かう方向に短くなっている。

【００２１】このように構成された表面実装型アンテナ
２０においては、第２の放射電極１４の１つの辺１４ｂ
を基体１１の１つの端面に回り込ませて形成することに
よって、表面実装型アンテナ１０と同様の作用効果を奏
するだけでなく、基体１１のサイズ、すなわち表面実装
型アンテナ２０をさらに小さくすることができる。

【００２２】なお、このとき、基体１１のサイズの変更
にともなって、そのままでは第１の放射電極１３の長さ
も短くなるが、第１の放射電極１３の幅を変えたりミア
ンダ状に形成して長さを補正したりすることによって、
表面実装型アンテナ１０における第１の放射電極１３と
同様の共振周波数を保つことができる。

【００２３】図５に、本発明の表面実装型アンテナのさ
らに別の実施例を示す。図５において、図１と同一もし
くは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略す
る。図５において、表面実装型アンテナ３０は、放射電
極１３の他端１３ｂが、基体１１の給電電極１５を形成
した端面に隣接する端面を介して接地電極１２に接続さ
れている。

【００２４】このように構成された表面実装型アンテナ
３０においても、表面実装型アンテナ２０と同様に第１
の放射電極１３の幅や形状を補正して共振周波数を調整
することにより、表面実装型アンテナ１０と同様の作用
効果を奏するものである。

【００２５】なお、上記の各実施例においては、表面実
装型アンテナの第１の放射電極の形状をほぼ直線状に形
成していたが、これはＬ字状やＵ字状やミアンダ状など
別の形状でも構わないものである。また、第２の放射電
極の形状も略矩形状に限られるものではなく、円形や楕
円形、５角形以上の多角形など別の形状であっても構わ
ないものである。また、表面実装型アンテナの基体をセ
ラミックスや樹脂などの誘電体よりなるとしたが、磁性
体を用いても構わないものである。また、基体の形状を
直方体としたが、円柱状などの端面の１つしかない形状
や、２角柱や５角柱などの４以外の数の端面を有する形
状としても構わないものである。

【００２６】図６に、本発明の表面実装型アンテナを用
いた通信機の一実施例を示す。図６において、通信機４
０はＥＴＣとＶＩＣＳの２つのシステムに対応した通信
機で、筐体４１の中に実装基板４２が設けられ、その端
部に図１に示した表面実装型アンテナ１０が搭載されて
構成されている。そして、実装基板４２上にはデュプレ
クサ４３とＥＴＣ処理回路４４とＶＩＣＳ処理回路４５
が設けられており、表面実装型アンテナ１０はデュプレ
クサ４３を介してＥＴＣ処理回路４４およびＶＩＣＳ処
理回路４５にそれぞれ接続されている。

【００２７】このように、本発明の通信機４０において
は、表面実装型アンテナ１０を用いることにより、アン
テナを１つ搭載すれば良いため、通信機４０自身の小型
化を図ることができる。また、２つのアンテナを１つに
減らすことによってコストダウンを図ることができる。

【００２８】なお、通信機４０においては表面実装型ア
ンテナ１０を用いたが、表面実装型アンテナ２０または
３０を用いて通信機を構成しても同様の作用効果を奏す
るものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明の表面実装型アンテナによれば、
一方主面と他方主面と１つ以上の端面を有する絶縁体か
らなる基体の主として一方主面に接地電極を形成し、基
体の主として他方主面に第１の放射電極および第２の放
射電極を形成し、基体の１つの端面に給電電極を形成し
てなり、第１の放射電極はストリップ状に形成され、一
端を給電電極が形成された端面に回り込んで給電電極に
近接し、他端を基体のいずれかの端面を介して一方主面
に回り込んで接地電極に接続してなり、第２の放射電極
は略矩形状に形成され、縮退分離素子を有し、１つの辺
を基体の他方主面において給電電極に近接して構成する
ことによって、直線偏波と円偏波の周波数の異なる２つ
の偏波に対応した、互いに相互干渉の少ないアンテナと
して動作させることができる。また、１つの基体に２つ
の放射電極を同時に形成することができるため、表面実
装型アンテナの小型化を図ることができる。

【００３０】また、本発明の通信機においては、上記の
表面実装型アンテナを用いることによって、通信機自身
の小型化とコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装型アンテナの一実施例を示す
透視斜視図である。

【図２】図１の表面実装型アンテナの等価回路を示す回
路図である。

【図３】図１の表面実装型アンテナの反射損失を示す図
である。

【図４】本発明の表面実装型アンテナの別の実施例を示
す透視斜視図である。

【図５】本発明の表面実装型アンテナのさらに別の実施
例を示す透視斜視図である。

【図６】本発明の通信機の一実施例を示す一部破断斜視
図である。

【図７】従来の表面実装型アンテナを示す透視斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０、２０、３０…表面実装型アンテナ １１…基体 １２…接地電極 １３…第１の放射電極 １３ａ…第１の放射電極の一端 １３ｂ…第１の放射電極の他端 １４…第２の放射電極 １４ａ、１４ｂ…第２の放射電極の辺 １５…給電電極 ４０…通信機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/08 H04B 5/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方主面と他方主面と１つ以上の端面を
   有する絶縁体からなる基体と、該基体の主として一方主
   面に形成された接地電極と、前記基体の主として他方主
   面に形成された第１の放射電極および第２の放射電極
   と、前記基体の１つの端面に形成された給電電極からな
   り、 前記第１の放射電極はストリップ状に形成され、一端を
   前記給電電極が形成された端面に回り込んで前記給電電
   極に近接し、他端を前記基体のいずれかの端面を介して
   一方主面に回り込んで前記接地電極に接続してなり、 前記第２の放射電極は縮退分離素子を有し、端縁の一部
   を前記基体の他方主面において前記給電電極に近接して
   なることを特徴とする表面実装型アンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表面実装型アンテナを
   用いたことを特徴とする通信機。