JP4415295B2

JP4415295B2 - 表面実装型アンテナ

Info

Publication number: JP4415295B2
Application number: JP2001087539A
Authority: JP
Inventors: 和彦伊藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002290141A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信、ローカルエリアネットワークに使用する表面実装型アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のマイクロストリップアンテナＡ１を示す斜視図である。
【０００３】
図８は、従来の方形表面実装型パッチアンテナＡ２を示す斜視図である。
【０００４】
図９は、従来の円形表面実装型パッチアンテナＡ３を示す斜視図である。
【０００５】
一般的に、表面実装型アンテナは、線状のモノポールアンテナやダイポールアンテナに比較すると、その比帯域幅が狭い。
【０００６】
表面実装型アンテナを広帯域化する手法としては、特開２０００−１５１２５８公報、特開２０００−２７８０２８公報に示されているように、複共振や無給電素子を構成する方法等が存在している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例では、複共振や無給電素子を構成する場合、複数の放射電極を用いるので、形状が大きくなるという問題があり、また、共振周波数の調整が困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、表面実装型アンテナを広帯域化する場合、形状が大きくならず、また、共振周波数の調整が容易である表面実装型アンテナを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電体または磁性体によって構成されている基体と、上記基体の１つの面に設けられている放射電極と、上記１つの面と対向する対向面に設けられているＧＮＤ電極と、放射電極に接続されている給電電極と、放射電極とＧＮＤ電極とを短絡する短絡電極と、一端が放射電極に接続され、他端がＧＮＤ電極に接続されている抵抗素子とを有する表面実装型アンテナである。
【００１０】
【発明の実施の形態および実施例】
図１は、本発明の第１の実施例である表面実装型アンテナ１００を示す構造斜視図である。
【００１１】
表面実装型アンテナ１００は、基体１０と、放射電極２０と、ＧＮＤ電極３０と、給電電極４０と、短絡電極５０と、チップ抵抗６０とを有する。
【００１２】
基体１０は、誘電体または磁性体によって構成され、ほぼ直方体であり、使用される材料は、セラミック（コーディライト、フォルステライト、アルミナ、ガラス系セラミック、酸化チタン系セラミック等、またはこれらの混合物）、樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリビニルベンジル、ビスマレイミド、トリアジン、液晶ポリマー等）、セラミックと樹脂のコンポジット材料等の誘電体材料が挙げられ、いずれも絶縁性を有するものである。また、誘電体、コンポジット材料の混合比等は、適宜選択され、上記実施例において、絶縁性を有する磁性体としてもよい。
【００１３】
放射電極２０は、基体１０の１つの面（図１中、上面）に設けられ、金、銀、銅、パラジウム等で構成され、めっき、印刷、スパッタ、エッチング等の手法によって形成されている。
【００１４】
ＧＮＤ電極３０は、基体１０における１つの面と対向する面（図１中、下面）に設けられ、めっき、印刷、スパッタ、エッチング等の手法によって形成されている。
【００１５】
給電電極４０は、放射電極２０に接続され、印刷、スパッタ、エッチング等の手法によって形成されている。
【００１６】
短絡電極５０は、放射電極２０とＧＮＤ電極３０とを短絡する電極であり、基体１０の端面（図１中、上面、下面以外の面）において、印刷、スパッタ、エッチング等の手法によって形成されている。る。
【００１７】
抵抗素子として、たとえばチップ抵抗を用いる。この抵抗素子としてのチップ抵抗６０は、基体１０の端面に設けられ、その一端が、接続電極７１を介して、放射電極２０に接続され、その他端が、接続電極７２を介して、ＧＮＤ電極３０に接続されている。
【００１８】
接続電極７１、７２は、印刷、スパッタ、エッチング等の手法によって形成されている。
【００１９】
なお、表面実装型アンテナ１００は、アンテナ搭載基板８０に搭載されている。
【００２０】
次に、上記実施例の動作について説明する。
【００２１】
図２は、上記実施例において、チップ抵抗６０の接続位置が変わることによって、共振電流の経路が変わる様子を示す図である。
【００２２】
給電電極４０から入力された信号は、放射電極２０に伝達される。放射電極２０においては、短絡電極５０によって接地される端から、およそ対角方向の開放端までの距離が、実効波長の１／４となる周波数で共振する。このときに、放射電極２０上における共振電流（チップ抵抗６０を設けない場合の共振電流）は、平均すると、図２に実線で示す共振電流Ｉ_A1のようになる。
【００２３】
ここで、図２に示す点Ｂにチップ抵抗６０を接続した場合、共振電流の一部は、図２に破線で示す電流Ｉ_Bが、接続電極７１に流れ込み、チップ抵抗６０を介して、接続電極７２からＧＮＤ電極３０へ落とされる。
【００２４】
この場合、チップ抵抗６０で消費された電力によって、アンテナのＱが下がり、比帯域幅が広がる。また、チップ抵抗６０の抵抗値を変え、消費電力を調整することによって、比帯域幅の調整を行うことができる。
【００２５】
また、チップ抵抗６０を、点Ｂではなく、点Ａに接続した場合、図２に破線で示す共振電流Ｉ_A2が、チップ抵抗６０に流れ込む。
【００２６】
ここで、点Ａと点Ｂとでは、共振電流の電流密度が異なり、チップ抵抗６０に流れ込む共振電流の値が異なるので、チップ抵抗６０の抵抗値が同じ場合でも、消費される電力が異なる。よって、チップ抵抗６０の接続位置を調整することによっても、比帯域幅の調整を行うことができる。
【００２７】
図３は、上記実施例において、チップ抵抗６０の接続位置を変化することによって、帯域の広さが異なることを示す図である。
【００２８】
つまり、同じ抵抗値のチップ抵抗６０を使用しても、チップ抵抗６０の接続位置が、短絡電極５０に近い程、帯域が狭くなり、逆に、チップ抵抗６０の接続位置が、短絡電極５０に遠い程、帯域が広くなる。
【００２９】
また、上記実施例によれば、放射電極２０とＧＮＤ電極３０との間に、チップ抵抗６０を接続すると、チップ抵抗６０で消費される電力によって、アンテナのＱを下げることができるので、比帯域幅が広がる。なお、上記実施例によれば、接続するチップ抵抗６０の抵抗値を調整することによって、比帯域幅を調整することができる。
【００３０】
ところで、特開平１０−８４２１８号公報には、放射電極と給電点との間にチップ抵抗を接続した発明が開示されている。この場合、アンテナの給電方法を容量給電とし、放射電極と給電電極との間にチップ抵抗を接続し、コンデンサのＱを低下させることによってアンテナの広帯域化を図っているが、アンテナに給電される電力が減少するという問題がある。
【００３１】
これに対して、上記実施例では、アンテナヘの供給電力が減少することはなく、またその給電方法を容量給電に限定することもない。放射電極２０の一部分からチップ抵抗６０を介して、ＧＮＤ電極３０に接続することによって、部分的にアンテナのＱを低下させ、広帯域化を図るものである。したがって、上記実施例は、上記従来例よりも、損失が少なく、利得の低下を低く抑えることができる。
【００３２】
図４は、チップ抵抗を接続する前後におけるＶＳＷＲの違いを示す図である。
【００３３】
図４に示すように、チップ抵抗を接続した後におけるＶＳＷＲは、チップ抵抗を接続する前におけるＶＳＷＲよりも帯域が広くなる。
【００３４】
図５は、上記実施例において、チップ抵抗を接続しない場合と接続した場合とにおける帯域の違い、チップ抵抗の抵抗値の違いによる帯域の違い、チップ抵抗を接続する位置の違いによる帯域の違いを示す図である。
【００３５】
図５に示すように、チップ抵抗を接続しない場合（図５（４））よりも、チップ抵抗を接続した場合（図５（１））に、帯域が広くなる。また、電流密度の大きな位置ではチップ抵抗の作用も大きく働き、接続するチップ抵抗の抵抗値が高い場合（図５（１））よりも、チップ抵抗の抵抗値が低い場合（図５（２））に、帯域が広くなる。さらに、電流密度が小さい場合（図５（２）に示すＢ点で接続する場合）よりも、電流密度が大きい場合（図５（３）に示すＡ点で接続する場合）に、帯域が広くなる。
【００３６】
図６は、本発明の第２の実施例である表面実装型アンテナ２００を示す斜視図である。
【００３７】
表面実装型アンテナ２００は、基本的には、表面実装型アンテナ１００と同じであり、チップ抵抗６０の代わりに、チップ抵抗６１を設けたアンテナである。チップ抵抗６１は、アンテナ搭載基板８０に載置され、その一端が、接続電極７３、７４を介して、放射電極２０に接続され、その他端が、接続電極７５を介して、ＧＮＤ電極３０に接続されている。
【００３８】
表面実装型アンテナ２００においても、表面実装型アンテナ１００と同様に、表面実装型アンテナを広帯域化する場合、形状が大きくならず、また、共振周波数の調整が容易である。
【００３９】
また、上記実施例において、放射電極２０は、面状であってもよく、また、線状であってもよい。
【００４０】
なお、チップ抵抗６０、６１の代わりに、厚膜抵抗や薄膜抵抗等、抵抗損を生じさせる抵抗素子を設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、放射電極２０とＧＮＤ電極３０との間に、抵抗素子を１つのみ設けるだけでなく、複数の抵抗素子を設けるようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、表面実装型アンテナを広帯域化する場合、形状が大きくならず、また、共振周波数の調整が容易であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である表面実装型アンテナ１００を示す構造斜視図である。
【図２】上記実施例において、チップ抵抗６０の接続位置が変わることによって、共振電流の経路が変わる様子を示す図である。
【図３】上記実施例において、チップ抵抗６０の接続位置を変化することによって、帯域の広さが異なることを示す図である。
【図４】チップ抵抗を接続する前後におけるＶＳＷＲの違いを示す図である。
【図５】上記実施例において、チップ抵抗を接続しない場合と接続した場合とにおける帯域の違い、チップ抵抗の抵抗値の違いによる帯域の違い、チップ抵抗を接続する位置の違いによる帯域の違いを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例である表面実装型アンテナ２００を示す斜視図である。
【図７】従来のマイクロストリップアンテナＡ１を示す斜視図である。
【図８】従来の方形表面実装型パッチアンテナＡ２を示す斜視図である。
【図９】従来の円形表面実装型パッチアンテナＡ３を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００、２００…表面実装型アンテナ、
１０…基体、
２０…放射電極、
３０…ＧＮＤ電極、
４０…給電電極、
５０…短絡電極、
６０、６１…チップ抵抗、
７１、７２、７３、７４、７５…接続電極、
８０…アンテナ搭載基板。

Claims

誘電体または磁性体によって構成されている基体と；
上記基体の１つの面に設けられている放射電極と；
上記１つの面と対向する対向面に設けられているＧＮＤ電極と；
上記放射電極に接続されている給電電極と；
上記放射電極と上記ＧＮＤ電極とを短絡する短絡電極と；
一端が上記放射電極に接続され、他端が上記ＧＮＤ電極に接続されている抵抗素子と；
を有することを特徴とする表面実装型アンテナ。
請求項１において、
上記抵抗素子は、上記基体における上記１つの面と上記対向面とは異なる端面に設けられ、上記抵抗素子の一端が、第１の接続電極を介して、上記放射電極に接続され、上記抵抗素子の他端が、第２の接続電極を介して、上記ＧＮＤ電極に接続されていることを特徴とする表面実装型アンテナ。
請求項１において、
上記抵抗素子は、上記表面実装型アンテナが搭載されているアンテナ搭載基板に実装され、上記抵抗素子の一端が、接続電極を介して、上記放射電極に接続され、上記抵抗素子の他端が、上記ＧＮＤ電極に接続されていることを特徴とする表面実装型アンテナ。
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
上記抵抗素子は、チップ抵抗、厚膜抵抗、薄膜抵抗のうちの少なくとも１つであることを特徴とする表面実装型アンテナ。