JP4424136B2 - チップアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信やパーソナルコンピュータなどの無線通信を行う電子機器等に好適に用いられるチップアンテナに関するものである。

近年、携帯端末において、通話を行うためのホイップアンテナや内蔵アンテナを設け、各アンテナに加えて他の電子機器との間でデータの無線通信を行うためにアンテナを搭載するものが増えてきている。

更に、近年の携帯電話は、高速大容量通信が必須要件となっており、当初８００ＭＨｚ帯で始まった携帯電話は、１．５ＧＨｚ帯へと推移し、現在の第三世代携帯電話では２ＧＨｚ帯へと高周波化がすすめられている。

携帯電話の送受信周波数を高周波化にすることで、携帯電話のアンテナを小型化することが可能になるとともに高周波であるほど大容量データ通信が可能となる。

しかしながら、携帯電話の使用する周波数が高くなると、人体に与える影響も大きなものとなり、携帯電話を使用することで、使用者の脳が高周波の電波による影響にさらされることが懸念されている。

このことから、各国では携帯電話の電磁波に関する厳しい規制基準が設けられており、単位質量の組織に単位時間に吸収されるエネルギー量を表す局所ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）値が代表的な規制基準数値となっている。局所ＳＡＲ値が高いほど、高周波の電波が人体に与える影響が大きいということを示している。

したがって、近年の携帯電話のアンテナ装置には、電磁波の人体に与える影響の基準値である局所ＳＡＲの対策をおこなうことが非常に求められている。

ここで、アンテナの局所ＳＡＲ対策を実現するためにチップアンテナと実装基板との間に空隙を設けた構造のアンテナが検討されている（例えば特許文献１参照）。図１５は従来の技術におけるアンテナの斜視図であり、チップアンテナ１００の端子に支持端子である金属片が形成されている場合が示されている。

１００はチップアンテナであり、１０１は開放部、１０２は給電部、１０３は支持端子、１０４は保護膜である。チップアンテナ１００は導電パターンなどで形成される。チップアンテナ１００の先端部は開放端１０１となっており、後方部は給電部１０２になっている。チップアンテナ１００の開放部１０１と給電部１０２に支持端子１０３が接続されており、さらにチップアンテナ１００は保護膜１０４に覆われている構成となっている。

チップアンテナ１００に支持端子１０３を用いてチップアンテナ１００と実装基板との間に空隙部を設けることで、携帯電話の高周波による人体への影響を小さくすることがおこなわれていた。
特開平９−７４３０９号公報

しかしながら、上記の従来のアンテナでは、金属片によりチップアンテナと実装基板と
の間に空隙を設けていることから、たわみ強度や落下強度に対して十分な強度を有していないといった問題があった。

また、チップアンテナの支持端子に金属片を用いることから、高温多湿の環境化において金属片の特性変化および変形が生じ、アンテナ特性に影響を与えるといった問題があった。

更に、携帯型モバイル電子機器に上記従来のアンテナを実装する際、チップアンテナの両端子に金属片を固定させて基板実装をおこなうことから、作業工程数及び作業工程時間が増え、製造コストが上昇するといった問題があった。

本発明は、チップアンテナの小型化を実現しつつ局所ＳＡＲ対策を施し、実装基板への実装時の負担を低減し、更に、チップアンテナの機械的強度が十分に確保されていることで、その使用を容易とするチップアンテナを供給することを目的とする。

また、本発明は、チップアンテナの端子部の先端を凹形状にすることで、チップアンテナを４端子構造とし、基体上の導電膜をチップアンテナの端子先端の凹部から基体の長手方向に２分割することで、１つの基体上に形成された２つの導電膜に別々のアンテナを形成することで、１つの基体上に共振周波数の異なる２つのアンテナを供給することを目的とする。

本発明は、基体と、基体と一体に設けられた一対の端子部と、基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、一対の端子部は、アンテナ部を介して電気的に接続され、一対の端子部が、基体の短手方向に突出し、端子部の突出している先端面が実装面であり、端子部とアンテナ部双方を覆う導電膜を形成し、アンテナ部を覆う導電膜をトリミングしてスパイラル状の溝を形成したことを特徴とする。

本発明の構成により、基体に設けられた一対の端子部が、基体の短手方向に突出している構成とすることで、チップアンテナが人体に対して反対側の実装面に実装されるようにした場合、チップアンテナと人体との距離が離れることになり、電磁波の人体に与える影響は、距離の２乗に反比例することから、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、チップアンテナの一対の端子部が、基体の短手方向に突出している構成とすることで、アンテナ部と実装面との間の空隙部が生じ、この空隙部の少なくとも実装面との対向面に電波吸収部材を形成することにより、人体方向に向かう高周波の電波を吸収させることで、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

更に、基体と端子電極を一体成形により形成することから、たわみ強度や落下強度に対して十分な機械的強度を有するチップアンテナを容易に実現できる。

また、金属片による支持端子を必要としないことから、高温多湿の環境化において金属片の特性変化および変形が生じ、アンテナ特性に影響を与えるといった問題も生じることはない。

特に、金属片による支持端子を必要とせず、基体と端子電極を一体成形により形成することから、製造工程を少なくでき、しかもコストの安いチップアンテナを提供することができるようになる。

更に、チップアンテナを４端子構造とし、基体上の導電膜を基体の長手方向に２分割し、基体上のそれぞれの導電膜にアンテナを形成することで、１つの基体上に共振周波数の異なる２つのアンテナを実現することが可能となる。

本発明は、基体と、基体に設けられた一対の端子部と、基体と一体に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、一対の端子部は、アンテナ部を介して電気的に接続され、一対の端子部が、基体の短手方向に突出していることを特徴とするチップアンテナであって、一対の端子部が、基体の短手方向に突出させることで基体に設けられたアンテナ部と実装基板との間に空隙部を形成することで、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例することから、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、基体と、基体に設けられた一対の端子部と、基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、一対の端子部は、アンテナ部を介して電気的に接続され、一対の端子部において、実装面と対向する部位が突出していることを特徴とするチップアンテナであって、基体の一対の端子部において、実装面と対向する部位が突出していることにより、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例することから、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、突出部により、アンテナ部と実装面との間に空隙が形成されることを特徴とするチップアンテナであって、突出部を形成することにより、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例することから、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、基体と、基体に設けられた一対の端子部と、基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、一対の端子部は、アンテナ部を介して電気的に接続され、一対の端子部が、先端部において凹形状であることを特徴とするチップアンテナであって、一対の端子部が、先端部において凹形状であることにより、基体は４端子構造になり、１つの基体上に複数の給電点および開放点を形成することが可能となる。

また、一対の端子部は、先端部において凹形状になっており、基体に形成された導電膜は、一対の端子部の先端部における凹んでいる箇所から基体の中央を通り長手方向に２分割されていて、基体に２種類のアンテナを形成することを特徴とするチップアンテナであって、一対の端子部が、先端部において凹形状であることにより、基体は４端子構造にすることができ、また導電膜を一対の端子部の先端部における凹んでいる箇所から基体の中央において長手方向に２分割することにより、一つの基体上に２つの給電点及び開放点を形成し、共振周波数の異なる２種類のアンテナを１つの基体上に形成することができる。

また、突出部が、端子部と一体で形成されている、もしくは別体で形成されていることを特徴とするチップアンテナであって、突出部が、端子部と一体で形成されている場合、基体の強度を向上させると共に、製造工程を少なくし、製造コストを低減することが可能となる。

また、基体と、基体に設けられた一対の端子部と、基体の一部に設けられたアンテナ分を有するチップアンテナであって、一対の端子部は、アンテナ部を介して電気的に接続され、基体が、アンテナ部が設けられた部分が、一対の端子部よりも、少なくとも任意の一面において凹んでいる凹部を有していることを特徴とするチップアンテナであって、このことにより、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例するため、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、凹部により、アンテナ部と実装面との間に空隙が形成されることを特徴とするチップアンテナであって、凹部により、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例するため、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、基体において、少なくとも実装面との対向面に電波吸収部材を設けたことを特徴とするチップアンテナであって、チップアンテナの少なくとも実装面との対向面に電波吸収部材を形成することにより、人体方向に向かう高周波の電波を電波吸収部材に吸収させることで、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、電波吸収部材が、膜状、もしくは板状、もしくはシート状の金属部材であることを特徴とするチップアンテナであって、電波吸収部材を形成することにより、人体方向に向かう高周波の電波を電波吸収部材に吸収させることで、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、電波吸収部材が、くし型の配列を有する袋状くし型配列導電線路であることを特徴とするチップアンテナであって、電波吸収部材を形成することにより、人体方向に向かう高周波の電波を電波吸収部材に吸収させることで、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、基体において、少なくともアンテナ部を覆う保護膜が形成されていることを特徴とするチップアンテナであって、保護膜を形成することでチップアンテナの耐候性を高めることが可能となる。

また、電波吸収部材が、アンテナ部を覆う保護膜と兼用されていることを特徴とするチップアンテナであって、電波吸収部材が、アンテナ部を覆う保護膜と兼用されていることで、人体方向に向かう高周波の電波を吸収させることで、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができ、なおかつ保護膜を新たに形成する必要がないことから、製造工程を少なくし、製造コストを低減することが可能となる。

また、アンテナ部が、基体を覆う導電膜がトリミングされてスパイラル溝により形成されたスパイラル導体部、もしくは基体に巻き回された導電線によるスパイラル導体部のいずれかであることを特徴とするチップアンテナであって、レーザーによるトリミングによって高精度のアンテナ部を形成することが可能である。

また、アンテナ部が、基体上、もしくは基体内部に設けられた導電パターン、もしくは導電線、もしくは金属線のいずれかで形成された導体アンテナであることを特徴とするチップアンテナであって、容易かつ低コストにアンテナ部を形成することが可能である。

また、導体アンテナが、線状、もしくは膜状、もしくは屈曲状、もしくはメアンダ状のいずれかであることを特徴とするチップアンテナであって、線状、もしくは膜状、もしくは屈曲状、もしくはメアンダ状の導電体に電界が作用することにより、アンテナとして機能することが可能である。

また、チップアンテナが、略コの字状であることを特徴とするチップアンテナであって、このことにより、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例するため、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

また、空隙部が、基体の短手方向の高さの０．７倍〜１．５倍の大きさを有することを特徴とするチップアンテナであって、このことにより、チップアンテナが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例するため、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ対策に非常に優れたチップアンテナを実現することができる。

以下、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
まず、チップアンテナの形状、構造について説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの斜視図、図２〜図８は本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図である。

１はチップアンテナ、２は基体、３、４は端子部であり、端子部３は給電部５に接続される端子部であり、端子部４は開放部６に接続される端子部である。５は給電部、６は開放部、７は給電源、８アンテナ部、１６は保護膜である。

まず、図１を用いてチップアンテナを構成する各部の詳細について説明する。

まず、基体２について説明する。

基体２はチップアンテナ１の素子を構成する形態を有するものであり、アルミナもしくはアルミナを主成分とするセラミック材料等の絶縁体もしくは誘電体などをプレス加工，押し出し法等を施して形成される。なお、基体２の構成材料としては、フォルステライト、チタン酸マグネシウム系、チタン酸カルシウム系、ジルコニア・スズ・チタン系、チタン酸バリウム系、鉛・カルシウム・チタン系などのセラミック材料を用いてもよく、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いても良い。実施の形態１では、強度や絶縁性或いは加工の容易性の面からアルミナもしくはアルミナを主成分としたセラミック材料が用いられている。更に基体２には全体に銅，銀，金，ニッケル等の導電材料で構成された導電膜１５が単層乃至複数積層され、導電性を有する表面が形成される。導電膜１５はめっき、蒸着、スパッタ、ペーストなどが用いられる。

また、基体２は角柱であってもよく、円柱であってもよく、三角柱、多角形柱のいずれであってもよく、その角部に面取りが施されていることで、素子の欠けやアンテナ部８を形成するときに、損傷を発生させることを防止することができるメリットがある。ここで、基体２が円柱状の場合には、角部が存在しなくなるので耐衝撃性が高まり、アンテナ部８の形成が容易となるメリットがある。

次に、端子部３、４について説明する。

端子部３、４は、基体２に一対に設けられ、図１などでは基体２の両端にそれぞれ設けられているが、両端ではなく、基体２の途中部分にそれぞれ設けられてもよいものである。また、端子部３、４は基体２と同じ材料や製造工法で形成されてもよく、材料を別途のものを採用してもよいものである。また、導電性のメッキ膜，蒸着膜，スパッタ膜等の薄膜や、銀ペーストなどを塗布して焼き付けなどを行ったものなどの少なくとも一つが用い
られて、導電膜１５が施されて、実装基盤に形成された給電部５、開放部６などとの実装が実現され、電気接続も実現される。

なお、端子部３、４と基体２は一体で形成されることで、強度がまし、実装後の耐久性なども向上するものである。

基体２と端子電極を一体成形により形成することで、たわみ強度や落下強度に対して十分な機械的強度を有するチップアンテナ１を容易に実現できる。

また、支持端子を必要とせず、基体２と端子電極を一体成形により形成することから、製造工程を少なくでき、しかもコストの安いチップアンテナ１を提供することができるようになる。

更に、端子部３、４の先端を凹形状にすることで、４端子構造のチップアンテナ１とし、１つの基体２上に複数の給電部５ｄ、５ｅおよび開放部６ｄ、６ｅを形成することが可能となる。

また、基体２は図１などに表されるように、その外周が端子部３、４よりも段落ちされていてもよいが、図７に示されるように段落ちのないストレート構造であっても良いものである。

ここで、基体２の外周が段落ちされることで、実装時に基体２がアンテナ実装基板の表面からの距離を持つことが可能となり、特性の劣化を防ぐことが可能になる。このとき段落ちを基体２の一部の面に対してのみ行ってもよく、全面に渡って段落ちさせてもよい。全面に渡って段落ちさせた場合には、実装時に電子基板との接する面を選択する留意が不要となり、実装時のコストを低下させることができる。

なお、チップアンテナ１はλ／４型アンテナであってもよく、λ／２型アンテナであってもよいが、小型化をより促進するためにλ／４型アンテナが用いられることが多く、この場合にはチップアンテナ１の近辺に存在するグランド面に生じるイメージ電流を利用して、送受信利得が確保される。このイメージ電流の利用を促すために、チップアンテナ１の長手方向に垂直な端面を有するグランド面が存在することが好ましい。

次に、給電部５、開放部６、給電源７について説明する。

給電部５、開放部６は、それぞれ、チップアンテナを実装する基板に設けられた実装ランドなどにより形成され、給電部５は給電源７に接続されて、信号電流が供給され、あるいはチップアンテナ１で受信された受信信号が受信されて伝達される。開放部６は中空となっており、この開放部６の存在により、インダクタ成分と容量成分から定まる共振周波数に従って、チップアンテナ１から電磁波が放射されるものである。これらは、半田ランド、金属膜、金属めっき、金属ペーストなどから形成される。

給電源７は、信号電流を給電する。あるいは、受信電流の受信を行う。ＲＦ回路などにより形成されており、例えば、ＲＦ回路とチップアンテナ１を接続する同軸ケーブルや、銅線、電極パターンなどがある。

次に、アンテナ部８について説明する。

アンテナ部８は基体２上に形成されたスパイラル部により形成される。このスパイラル部によりヘリカル巻線となって、インダクタ成分を発生させる。アンテナ部８は、図２に
示されるとおり、給電部５に接続される端子部３から、次にアンテナ部８、開放部６に接続される端子部４の順で配置されるものである。

なお、アンテナ部８とは、スパイラル部が基体２上に形成されている領域で、スパイラル部の開始から終了までをほぼ含む範囲をさす領域である。

アンテナ部８はそのスパイラル構造により、インダクタ成分を発生させるが、容量成分や抵抗成分なども発生させるものである。

また、アンテナ部８は、基体２の表面に形成された導電膜１５をレーザーなどでトリミングしてスパイラル溝が形成されて実現されてもよく、あるいは銅線やアルミ線などの導電線を基体２に巻きつけることで実現されても良い。

なお、アンテナ部８はそのスパイラル部によりインダクタ成分が発生するものであるから、そのスパイラル部の巻き数に依存してインダクタ成分の大きさが決定されるものである。巻き数が多ければインダクタ成分が大きくなり、巻き数が少なければインダクタ成分が小さくなる。共振条件は、インダクタ成分の平方根に反比例して大きさが決まるので、より高周波を実現する場合には、巻き数を少なくし、低周波を実現する場合には、巻き数を多くすれば良い。これはスパイラル部がその巻き形状により電気長が決まることを考慮しても明らかである。

また、アンテナ部８は、基体２上、もしくは基体２内部に設けられた銀、金、銅、アルミ、ニッケルなどの金属、あるいはこれらの合金等からなる導電パターン、もしくは導電線、もしくは金属線のいずれかで形成された導体アンテナ１４であってもよく、導体アンテナ１４に生じる電界の作用により電波の送信、受信がおこなわれる。

導体アンテナ１４は、線状、もしくは膜状、もしくは屈曲状、もしくはメアンダ状のいずれの形状でもよく、ミアンダ状の場合、ミアンダのピッチおよびターン数により共振周波数が定まる。ミアンダピッチが狭い場合は、高周波帯域のアンテナとなり、ミアンダピッチが広い場合は、低周波帯域のアンテナとなる。

また、図６に示されるように、アンテナ部８は基体２上に複数存在してもよいものであり、図６に示されるように、一対の端子部３、４が、先端部において凹形状であることにより、基体２は４端子構造にすることができ、また導電膜１５を一対の端子部３、４の先端部における凹んでいる箇所から基体２の中央において長手方向に２分割することにより、一つの基体２上に２つの給電部５ｄ、５ｅ及び開放部６ｄ、６ｅを形成し、共振周波数の異なる２種類のアンテナを１つの基体２上に形成することができる。あるいは３以上のアンテナ部８が形成されてもよいものである。これにより一つの基体２のチップアンテナ１から複数の共振周波数をもつ、多共振アンテナが実現されるメリットがある。

次に、保護膜１６について説明する。保護膜１６は図８に示されている。

保護膜１６が設けられることで、基体２の導電膜１５への損傷やスパイラル部などの損傷を防止することが可能となる。特に運搬時や実装時の衝撃や熱から守ることが可能となる。保護膜１６は基体２の表面に塗布される。あるいは電着膜などにより実現される。また、この保護膜１６に電波吸収の機能を兼ねさせることで導電膜１５等の損傷を防ぐだけでなく、高周波の電波を吸収することが可能となり、携帯電話１８のチップアンテナ１により発生する高周波の電波による人体における影響を少なくすることができる。このほかにもチューブ状保護膜により、あらかじめチューブ状をした熱可塑性の保護材料を基体２の周囲を覆って置き、熱収縮作用を利用して、保護膜１６を実現しても良い。

保護膜１６にはエポキシ樹脂などの樹脂材料が好適に用いられ、基体２の全面を覆ってもよく、あるいは少なくともアンテナ部８のみを覆ってもよい。保護膜１６に電波吸収の機能を兼ねさせる場合は、エポキシ樹脂などの樹脂材にフェライト、センダスト等の磁気損失材料を混合させ、高周波の電波を吸収できるようにする。なお、塗布などにより保護膜１６が形成されると、アンテナ部８のスパイラル部内部に保護膜１６が入り込み、保護膜１６が高誘電率の材料であるとアンテナの共振周波数を変動させる恐れがある。このため保護膜１６に用いる材料には、低誘電率のものが好ましい。ただし、ある程度保護膜１６の誘電率を考慮に入れた上で、アンテナ部８の形状、大きさを設計しておくことで、所望の周波数などのアンテナ特性を得ることができる。

なお、チューブ状保護膜がアンテナ部８を覆って設けられ、スパイラル部に保護膜１６が流れ込まなくなる。これにより保護膜１６を設けることによるアンテナ特性の変動が生じることはないメリットがある。ここで、保護膜１６としては樹脂製でしかも熱収縮性のあるものを選ぶことが好ましい。これは、基体２に保護膜１６を被せ、熱処理することでチューブが収縮し、確実に保護膜１６を基体２上に形成することができるからである。

また、好ましくは、保護膜１６は基体２の段落ちした部分に収納されるように形成されることで、端子部３、４の側面の高さと保護膜１６の側面の高さが等しいかそれ以下となるように構成することが好ましい。これにより、電子基板への実装時の作業の容易性が確保されるからである。

次に、本発明のポイントである端子部の突出部と電波吸収部材について説明する。

現在、各国の携帯電話１８において局所ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）に対応することが急務となっている。局所ＳＡＲとは、単位質量の組織に単位時間に吸収されるエネルギー量のことで、人体が高周波を発する携帯電話１８から、一定時間にどの程度のエネルギーを受けたのかを判定することができる数値である。携帯電話１８において各国で局所ＳＡＲ値に関して規制がかけられており、日本では、２．０Ｗ／ｋｇ、アメリカでは、１．６Ｗ／ｋｇ、ドイツでは、０．６Ｗ／ｋｇの規制値となっている。携帯電話１８の高周波の電波を人体に与えると、ホットスポット効果により人体の脳の中心が集中的に温められ、人体に悪影響を及ぼすとされている。このことから、携帯電話１８において局所ＳＡＲ規制値をクリアすることが重要な課題となってきている。

この課題を解決する手段として、本発明のポイントである端子部３、４の突出部９について説明する。

基体２に設けられた一対の端子部３、４が、基体２の短手方向に突出した構造になっていて、基体２に設けられたアンテナ部８と実装基板との間に空隙部１３を形成する。チップアンテナ１が人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離が離れ、電磁波の人体に与える影響は距離の２乗に反比例することから、高周波の電波が人体に与える影響が少なくなり、局所ＳＡＲ値を下げることが可能となり、局所ＳＡＲ問題を解決することができる。また、空隙部１３が、基体２の短手方向の高さの０．７倍〜１．５倍の大きさになるように構成した場合、局所ＳＡＲ値を下げる効果が最大となる。

次に、本発明のポイントである電波吸収部材１０について説明する。

電波吸収部材１０は、基体２に設けられ、図３（ａ）では基体２の底部に設けられてい
るが、図３（ｂ）に示されているように基体２のアンテナ部８の底部のみに設けられていてもよく、また、図４に示されるように基体２の底部ではなく、チップアンテナ１を設ける実装基板側に設けられてもよいものであり、更には、基体２の底部とチップアンテナ１を設ける実装基板側との両方に設けられていても良い。電波吸収部材１０としては、電磁波防止材や電磁波シールド塗料などがもちいられ、電磁波防止材としては、電磁波を遮断する導電繊維を編み上げた素材等が用いられ、携帯電話１８・ＰＨＳ・電子レンジ等にも使用されている。導電繊維素材の他には、磁気損失材料があり、磁気損失材料としては、フェライト、センダスト、パーマロイ、ケイ素鋼等がもちいられる。

電磁波シールド塗料では、ニッケルを主成分とした電磁波吸収性を発揮する塗料等がもちいられる。

電波吸収部材１０は、膜状、もしくは板状、もしくはシート状の金属部材であってもよく、くし型の配列を有する袋状くし型配列導電線路であってもよい。

これらの電波吸収部材１０を使用することにより、携帯電話１８より発生する高周波電波を吸収し、人体に与える影響を最小限に抑える効果があり、局所ＳＡＲ規制値をクリアすることができる。

次に、図１０、図１１を用いて、チップアンテナ１の局所ＳＡＲ測定結果について説明する。

局所ＳＡＲ測定装置を図９に示す。測定試験装置は、人と同じ形、同じ水分を持ったファントム１７と呼ばれる模型と携帯電話１８、スタンド１９、局所ＳＡＲ電界センサー２０、ロボット２１、およびパソコン２２から構成される。今回の測定試験で使用したファントム１７は、強化プラスチックの容器に脳組織を模した液体を入れたものであり、ファントム１７上面が測定用に開放されている。測定用ロボット２１に３軸等方性微小ダイポールの局所ＳＡＲ電界センサー２０を取り付け、液体内部を最小５ｍｍの間隔で走査をおこなって各点の電界強度を測定し、携帯電話１８の出力を最大にして局所ＳＡＲ値の測定をおこなった。

測定アンテナは、１．８ＧＨｚのチップアンテナ１を使用し、チップアンテナ１の基体２と実装基板との間の空隙部１３の長さを０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍと変化させたチップアンテナ１をもちいて局所ＳＡＲ値の測定をおこなった。

測定結果を図１０に示す。図１０より、局所ＳＡＲ値は、基体２と実装基板との間の空隙部１３の長さが０．５ｍｍの時に最も高く、空隙部１３の長さが長くなるにしたがって局所ＳＡＲ値が低下していることがわかる。このことにより、チップアンテナ１における基体２と実装基板との間の空隙部１３の長さを長くすることで、高周波の電波を発するチップアンテナ１と人体の脳との距離が長くなり、局所ＳＡＲ値が低下することが判明した。

また、基体２の底面または実装基板面側に電波吸収部材１０を設けたチップアンテナ１をもちいて局所ＳＡＲ値の測定をおこなった。

チップアンテナとしては、基体２と実装基板との間の空隙部１３の長さが０．５ｍｍのものをもちい、電波吸収部材１０は、電磁波を遮断する導電繊維を編み上げた銀素材のものをもちいた。

測定結果を図１１に示す。図１１より、電波吸収部材１０がないチップアンテナ１では
、局所ＳＡＲ値が高いが電波吸収部材１０を基体２の底面または実装基板面側にもちいることで局所ＳＡＲ値が低下することが判明した。

以上の結果により、チップアンテナ１の構造を基体２と実装基板との間の空隙部１３の長さを大きな構造のチップアンテナ１にすることにより、局所ＳＡＲ特性の改善が図れる。

また、チップアンテナ１の基体２の底面または実装基板面側に電波吸収部材１０を設けることで、局所ＳＡＲ特性を改善することが可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２においては、２以上、すなわち複数のチップアンテナ１を組み合わせて、給電源７に接続された給電部５ａ、５ｂ、５ｃおよび開放部６ａ、６ｂ、６ｃを有する実装基板に実装されたアンテナモジュールについて説明する。

携帯電話１８での８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１．８ＧＨｚ、１．９ＧＨｚのそれぞれ、あるいは一部に対応するために、あるいは、無線ＬＡＮなどでの２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの両方に対応するために、一つの電子機器で多共振を実現する必要がある。このような場合、共振周波数の異なる複数のチップアンテナ１を給電源７に接続された給電部５ａ、５ｂ、５ｃと開放部６ａ、６ｂ、６ｃを有する実装基板に実装することで多共振を実現させる。

図１２、図１３は本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの構成図である。

３２ａ、３２ｂはアンテナモジュール、２ａ、２ｂ、２ｃは基体、３ａ、３ｂ、３ｃは端子部、４ａ、４ｂ、４ｃは端子部、５ａ、５ｂ、５ｃは給電部、６ａ、６ｂ、６ｃは開放部、７は給電源、８ａ、８ｂ、８ｃはアンテナ部であり、図１２には共通の給電源７に２つの素子が接続されたアンテナモジュール３２ａが、図１３には共通の給電源７に３つの素子が接続されたアンテナモジュール３２ｂが表されている。

なお、図１２、２１ではそれぞれチップアンテナ１が２つ、３つの場合が表されているが、４つ以上であってもよく、並列に接続されてもよく、直列に接続されてもよく、二次元平面に配置されてもよく、三次元空間に配置されてもよく、スター型に配置されてもよく、種々の形態が考慮される。

また、共通となる給電部７に接続される形態が表されているが、これ以外であっても、異なる給電源７にそれぞれが接続されたものであってもよいものである。

各部の詳細は、実施の形態１において説明した内容と同様である。

ここで、アンテナ部８ａ、８ｂ、８ｃのそれぞれは基体２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれにおいて、開放部５ａ、５ｂ、５ｃのそれぞれに接続される端子部３ａ、３ｂ、３ｃに配置される。同様に給電部６ａ、６ｂ、６ｃに接続される端子部４ａ、４ｂ、４ｃのそれぞれに配置される。アンテナ部８ａ、８ｂ、８ｃは一つの導電膜により、電気的に導通していてもよく、物理的には導通していないが、容量結合していてもよいものである。また、アンテナ部８ａ、８ｂ、８ｃは、実施の形態１において説明したとおり、導電膜１５をレーザーや砥石などでトリミングして形成されてもよく、銅線などの導電線を巻きつけて形成されたものであってもよい。更には、アンテナ部８ａ、８ｂ、８ｃは、基体２上、もしくは基体２内部に設けられた銀、金、銅、アルミ、ニッケルなどの金属、あるいはこれらの合金等からなる導電パターン、もしくは導電線、もしくは金属線のいずれかで形成された
導体アンテナ１４であってもよく、導体アンテナ１４は、線状、もしくは膜状、もしくは屈曲状、もしくはメアンダ状のいずれの形状でもよく、ミアンダ状の場合、ミアンダのピッチおよびターン数により共振周波数が定まる。ミアンダピッチが狭い場合は、高周波帯域のアンテナとなり、ミアンダピッチが広い場合は、低周波帯域のアンテナとなる。

もちろん、アンテナ部８が１つの基体２上に複数あってもよく、上記のような不可避、あるいは特段大きな影響を及ぼさない傷や溝などが存在してもよいものである。

このように、図１２、図１３に表されるアンテナモジュール３２ａ、３２ｂにおいても、各チップアンテナ１の基体２に設けられた一対の端子部３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃが、基体２の短手方向に突出している構造にすることで、アンテナモジュール３２ａ、３２ｂが人体に対して反対側の面になるようにした場合、アンテナと人体との距離を広げ、局所ＳＡＲ値を下げることが可能となり、局所ＳＡＲ問題を解決することができるものである。

また、電波吸収部材１０を各チップアンテナ１の基体２の底部に設けることや、基体２の底部ではなく、チップアンテナ１を設ける実装基板側に設けたり、また、基体２の底部とチップアンテナ１を設ける実装基板側との両方に設けることにより、携帯電話１８より発生する高周波電波を吸収し、人体に与える影響を最小限に抑える効果があり、局所ＳＡＲ規制値をクリアすることができる。

以上のように、チップアンテナ１を複数実装したアンテナモジュール３２ａ、３２ｂの場合であっても、各チップアンテナ１を基体２に設けられた一対の端子部３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃが、基体２の短手方向に突出している構造にしたり、電波吸収部材１０を用いることで局所ＳＡＲ値の低いアンテナモジュールを実現できる。

しかも、本実施の形態２のアンテナモジュールにより、アンテナの局所ＳＡＲ値が減少するため、電子機器の局所ＳＡＲ規制に対応することが可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３においては、実施の形態１もしくは実施の形態２で説明したチップアンテナ１、アンテナモジュール３２ａ、３２ｂを電子機器に適用した場合について説明する。

図１４は本発明の実施の形態３における電子機器の構成図である。図１４に示される電子機器は、ノートブックパソコンや、携帯端末、携帯電話１８などであり、実施の形態１や２において説明されたチップアンテナが実装されたアンテナモジュールが組み込まれたものである。

３０は電子機器、３１は筐体、３２はアンテナモジュール、３３は実装基板、３４は給電源、３５は変調部、３６は復調部、３７は制御部、３８は電源である。

筺体３１は例えば携帯電話１８の筺体であったり、ノートブックパソコンの筺体であったりする。また、図１４に示されていない、表示部や、メモリ部、ハードディスクや外部用記憶媒体などが含まれてもよいものである。

変調部３５は、送信に用いるアナログデータやデジタルデータを送信可能な状態に変調し、更にアンテナモジュール３２に高周波信号電流を供給する。復調部３６では、アンテナモジュール３２で受信された信号に対して検波や復調が行われ、必要となるアナログデータやデジタルデータが取り出されて、音声、画像、データなどに再生され、図示されていない表示部などに表示される。

復調データについては、必要に応じて誤り検出がなされる場合もある。例えば、巡回符号検査（以下、「ＣＲＣ」という）やパリティ符号などにより誤り検出がなされる。具体的には、送信側で付されるパリティ符号と、実際に復調されたデータの偶数パリティや奇数パリティなどとの一致を検出する。あるいは、復調されたデータについて生成多項式で除算して、剰余を確認することで検出される。誤りが検出された場合には、データの再送を要求するなどの処理が行われる。

あるいは、ビタビ復号やリードソロモン復号などの誤り訂正も行われ、データの再送要求などが不要となり、受信性能が高まる結果となる。

ここで、送信において必要なパワーアンプ、受信で使うローノイズアンプ、送受信の切り替えスイッチ、ノイズ除去のフィルタや、周波数選択のためのフィルタ、検波回路、ミキサーなどもそれぞれ実装され、それぞれディスクリート素子や、その一部、もしくは全部が集積回路で実現されている。

制御部３７は電子機器全体を制御するためのものであり、例えばＣＰＵなどが含まれており、時間制御、同期制御、回路ごとの処理手順制御などが実行される。例えば、ＣＰＵで実行されるプログラムにより実行される。電源３８はパック電池などが用いられ、内部回路や表示部などに電力が供給される。

ここで、変調部３５、復調部３６、制御部３７などは、ディスクリート素子で構成されてもよく、その一部、若しくは全部が集積化されたＩＣやＬＳＩなどで実現され、小型化や薄型化、低消費電力化が実現されても良い。あるいは、単一、もしくは複数のＣＰＵを用いて、処理の一部、もしくは全部をソフトウェアで処理してもよいものである。

このような電子機器の例である携帯電話１８では、８００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．０ＧＨｚとより高周波の電波に対応することが求められているため、高周波の電波が人体に与える影響が高まり、より一層局所ＳＡＲに対する対策が必要となってきている。

通常、携帯電話１８は、携帯電話１８の使用時においては、利用者の頭部に接触して使用されることから、高周波の電波を発するチップアンテナ１が頭部に接近し、局所ＳＡＲ値が高くなり、ホットスポット効果により脳にダメージを与える危険性が高くなる。

このため本発明のチップアンテナ１およびアンテナモジュール３２は、基体２に設けられた一対の端子部３、４が、基体２の短手方向に突出していることを特徴とするチップアンテナ１およびアンテナモジュール３２であって、基体２に設けられたアンテナ部８と実装基板との間に空隙部１３を形成することで、チップアンテナおよびアンテナモジュールが人体に対して反対側の面に実装されるようにした場合、アンテナと人体との距離を広げ、局所ＳＡＲ値を下げることが可能となる。また、基体２および実装基板の表面に電波吸収部材１０を使用することにより、携帯電話１８より発生する高周波電波を吸収し、人体に与える影響を最小限に抑える効果がある。

本発明は、基体と、基体に設けられた一対の端子部と、基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、一対の端子部は、アンテナ部を介して電気的に接続され、一対の端子部が、基体の短手方向に突出している構成により、アンテナと人体との距離が離れ、高周波の電波が人体に与える影響を少なくし、局所ＳＡＲ特性の改善を容易に実現することが必要な用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの斜視図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの側面図 局所ＳＡＲ計測装置図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの局所ＳＡＲ測定図 本発明の実施の形態１におけるチップアンテナの局所ＳＡＲ測定図 本発明の実施の形態２におけるチップアンテナの構成図 本発明の実施の形態２におけるチップアンテナの構成図 本発明の実施の形態３における電子機器の構成図 従来の技術におけるアンテナの斜視図

符号の説明

１ チップアンテナ
２ 基体
３、４、３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃ 端子部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 給電部
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ 開放部
７ 給電源
８、８ａ、８ｂ、８ｃ アンテナ部
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 突出部
１０ 電波吸収部材
１１ アンテナ部
１２ 巻線
１３ 空隙部
１４ 導体アンテナ
１５ 導電膜
１６ 保護膜
１７ ファントム
１８ 携帯電話
１９ スタンド
２０ 局所ＳＡＲ電界センサー
２１ ロボット
２２ パソコン
３０ 電子機器
３１ 筐体
３２、３２ａ、３２ｂ アンテナモジュール
３３ 実装基板
３４ 給電源
３５ 変調部
３６ 復調部
３７ 制御部
３８ 電源
１００ チップアンテナ
１０１ 開放部
１０２ 給電部
１０３ 支持端子
１０４ 保護膜

Claims (5)

1. 基体と、
   前記基体と一体に設けられた一対の端子部と、
   前記基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、
   前記一対の端子部は、前記アンテナ部を介して電気的に接続され、
   前記一対の端子部が、前記基体の短手方向に突出し、前記端子部の突出している先端面が実装面であり、
   前記端子部と前記アンテナ部双方を覆う導電膜を形成し、前記アンテナ部を覆う前記導電膜をトリミングしてスパイラル状の溝を形成したことを特徴とするチップアンテナ。
2. 基体と、
   前記基体と一体に設けられた一対の端子部と、
   前記基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、
   前記一対の端子部は、前記アンテナ部を介して電気的に接続され、
   前記一対の端子部において、実装面と対向する部位が突出し、突出している先端面が実装面であり、
   前記端子部と前記アンテナ部双方を覆う導電膜を形成し、前記アンテナ部を覆う前記導電膜をトリミングしてスパイラル状の溝を形成したことを特徴とするチップアンテナ。
3. 基体と、
   前記基体と一体に設けられた一対の端子部と、
   前記基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、
   前記一対の端子部は、前記アンテナ部を介して電気的に接続され、
   前記一対の端子部が、前記基体の短手方向に突出し、前記端子部の突出している先端面が実装面であり、前記一対の端子部は先端部において凹形状になっており、前記基体に形成された導電膜は、前記一対の端子部の先端部における凹んでいる箇所から前記基体の中央を通り長手方向に２分割されていて、前記基体に２種類のアンテナを形成することを特徴とするチップアンテナ。
4. 基体と、
   前記基体と一体に設けられた一対の端子部と、
   前記基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、
   前記一対の端子部は、前記アンテナ部を介して電気的に接続され、
   前記一対の端子部において、実装面と対向する部位が突出し、突出している先端面が実装面であり、前記一対の端子部は先端部において凹形状になっており、前記基体に形成された導電膜は、前記一対の端子部の先端部における凹んでいる箇所から前記基体の中央を通り長手方向に２分割されていて、前記基体に２種類のアンテナを形成することを特徴とするチップアンテナ。
5. 基体と、
   前記基体と一体に設けられた一対の端子部と、
   前記基体の一部に設けられたアンテナ部を有するチップアンテナであって、
   前記一対の端子部は、前記アンテナ部を介して電気的に接続され、
   前記基体が、前記アンテナ部が設けられた部分が、前記一対の端子部よりも、少なくとも任意の一面において凹んでいる凹部を有し、
   前記端子部と前記アンテナ部双方を覆う導電膜を形成し、前記アンテナ部を覆う前記導電膜をトリミングしてスパイラル状の溝を形成したことを特徴とするチップアンテナ。

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