JP4432254B2 - Surface mount antenna structure and communication device including the same - Google Patents

Surface mount antenna structure and communication device including the same Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる複数の周波数帯域を持つ表面実装型アンテナ構造およびそれを備えた通信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５には表面実装型のアンテナの一例が模式的な斜視図により示されている。この表面実装型のアンテナ１は、基体２と、この基体２の表面に形成される放射電極３と給電電極４と第１のグランド電極５と第２のグランド電極６とを有して構成されている。
【０００３】
図１５に示されるように、基体２には給電電極４が底面２ｃから側面２ｂを介し上面２ａに形成されると共に、第１と第２の各グランド電極５，６がそれぞれ、上記給電電極４を挟み込むように、上記給電電極４と同様に、底面２ｃから側面２ｂを介し上面２ａに形成されている。さらに、上記基体２の上面２ａには、放射電極３が、その一端側を上記第１のグランド電極５に連通接続させ、他端側の開放端３ａを上記第２のグランド電極６に間隔を介して対向配置させる略コ字形状に形成されている。
【０００４】
上記図１５に示すアンテナ１は、基体２の底面２ｃを実装面として、例えば携帯型電話機等の通信機の回路基板の非グランド領域（つまり、グランド電極が形成されていない領域）に搭載される。上記回路基板には、上記給電電極４に信号を供給するための信号供給源８が設けられている。また、該回路基板には、上記アンテナ１が設定の実装領域に実装された際に、上記第１と第２の各グランド電極５，６をそれぞれグランドに接地させるためのグランド接続手段と、給電電極４を上記信号供給源８に信号接続させるための接続手段とが形成されている。
【０００５】
このため、上記アンテナ１を回路基板における設定の実装領域に実装することによって、上記第１と第２の各グランド電極５，６はそれぞれ上記グランド接続手段によりグランドに接地され、また、上記給電電極４は上記信号供給源８に接続される構成と成している。
【０００６】
例えば、上記信号供給源８から給電電極４に信号が供給されると、その信号は容量結合によって給電電極４から上記放射電極３に伝達され、その信号供給に起因して上記放射電極３がアンテナ動作を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１５に示すアンテナ１は上記の如く実装基板（回路基板）の非グランド領域に実装されるために、周波数帯域の広帯域化および小型化が容易であるという利点や、整合回路が不要であるので実装基板に整合回路を形成しなくて済むという利点を持つものである。しかしながら、近年、１つの端末で、ＧＳＭ（Global System for Mobile communication systems）とＤＣＳ（Digital Cellular system）、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular telecommunication system）とＰＨＳ（Personal Handyphone System）等のように、複数のアプリケーションに対応が可能なマルチバンド対応のアンテナが市場的に要求されているが、上記図１５に示すアンテナ１の構成では、実用的には１つの周波数帯域の電波の送信あるいは受信しか行うことができず、上記マルチバンド化の要求に応えることができないという問題がある。
【０００８】
それというのは、上記放射電極３は互いに異なる複数の共振周波数を持つが、それら複数の共振周波数のうち、最低の共振周波数（基本の共振周波数）と、それよりも高い高次の共振周波数とをそれぞれ独立的に可変制御することができない。このため、上記基本の共振周波数と高次の共振周波数とが両方共に、要求の周波数となるように設計することが非常に困難である。
【０００９】
このことから、図１５に示すアンテナ１では、例えば、上記放射電極３における基本の共振周波数を持つ共振モード（この明細書では、これを基本モードという）は利用するが、上記高次の共振周波数を持つ共振モード（この明細書では、これを高次モードという）は使用しない構成にせざるを得ず、これにより、上記の如く、実用的には１つの周波数帯域の電波の送信あるいは受信を行うことしかできず、上記マルチバンド化の要求に応えることができない。
【００１０】
ところで、上記図１５に示す構成とは異なる図１６に示すような表面実装型のアンテナ１も提案されている。この図１６に示すアンテナ１では、基体２に、複数の放射電極３（３Ａ，３Ｂ）がそれら各一端側を共通の給電電極４に連通接続させて設けられており、上記複数の放射電極３によって、互いに異なる複数の周波数帯域での電波の送信あるいは受信を可能にしている。この図１６に示すアンテナ１は、例えば通信機の回路基板１０のグランド電極１１上に、実装される。
【００１１】
このように、図１６に示すアンテナ１は、グランド電極１１上に実装されるために、このグランド電極１１と上記放射電極３（３Ａ，３Ｂ）との間に大きな容量が生じ、この容量に起因して周波数帯域幅が狭くなるという問題がある。この問題を回避するためには、基体２を厚くして上記放射電極３とグランド間の容量を小さくしなければならず、アンテナ１が大型化してしまうという問題がある。このように、この図１６に示すアンテナ１では、広帯域化と小型化を共に達成することが困難である。
【００１２】
上記以外にも、様々な形態の表面実装型のアンテナが提案されているが、何れの提案のアンテナにおいても、周波数帯域の広帯域化と、アンテナの小型化と、マルチバンド化との要求を全て満足いくように満たすことができない。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、周波数帯域の広帯域化と、アンテナの小型化と、マルチバンド化との全ての要求を容易に満たすことが可能な表面実装型アンテナ構造およびそれを備えた通信機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、実装基板のグランド電極が形成されている基板面の角部に、グランド電極が形成されていない非グランド領域を形成し、該非グランド領域にアンテナを構成する直方体状の基体が実装され、該基体に放射電極と、該放射電極の一端側に信号を供給する給電電極とが形成されてアンテナが構成されており、給電電極から供給される信号に応じて上記放射電極の基本モードのアンテナ動作と該基本モードのアンテナ動作の共振周波数よりも共振周波数が高い高次モードのアンテナ動作が可能と成し、互いに異なる複数の周波数帯域を持つ表面実装型アンテナ構造であって、上記基体は、隣り合う長手方向側面と短手方向側面とを上記実装基板の外側を向く外向きの側面とし、該外向きの長手方向側面に対向する側面はグランド電極に面する内向きの長手方向側面とする姿勢で上記非グランド領域に実装されており、上記基体の側面には当該基体の底部側から上面に向けて給電電極が伸長形成され、その給電電極の伸長先端に連接されて基体の上面側には当該基体の上面の外向きの短手方向側面の辺から外向きの長手方向側面の辺を順に経由して四辺に沿って進行し、その進行先端を開放端とするループ状放射電極が形成され、当該ループ状放射電極の開放端は該ループ状放射電極の上記給電電極との連接側である給電端部側電極部位に、高次モードの共振周波数を制御するための容量を形成する間隔を介して対向配置されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１５】
第２の発明は、実装基板のグランド電極が形成されている基板面の角部に、グランド電極が形成されていない非グランド領域を形成し、該非グランド領域にアンテナを構成する直方体状の基体が実装され、該基体に放射電極と、該放射電極の一端側に信号を供給する給電電極とが形成されてアンテナが構成されており、給電電極から供給される信号に応じて上記放射電極の基本モードのアンテナ動作と該基本モードのアンテナ動作の共振周波数よりも共振周波数が高い高次モードのアンテナ動作が可能と成し、互いに異なる複数の周波数帯域を持つ表面実装型アンテナ構造であって、上記基体は、隣り合う長手方向側面と短手方向側面とを上記実装基板の外側を向く外向きの側面とし、該外向きの長手方向側面に対向する側面はグランド電極に面する内向きの長手方向側面とする姿勢で上記非グランド領域に実装されており、上記基体の側面には当該基体の底部側から上面に向けて給電電極が伸長形成され、その給電電極の伸長先端に連接されて基体の上面側には当該基体の上面の外端側の辺に沿って上記外向きの長手方向側面部位まで伸長し、さらに、該外向きの長手方向側面の四辺に沿って基体を周回する方向に進行し、その進行先端を開放端とするループ状放射電極が形成され、当該ループ状放射電極の開放端は該ループ状放射電極の上記周回方向への進行開始側電極部位に、高次モードの共振周波数を制御するための容量を形成する間隔を介して対向配置されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１６】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、ループ状放射電極にはその電流分布大側領域にインダクタンスを付与するミアンダ電極部が介設されていることを特徴として構成されている。
【００１７】
第４の発明は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、アンテナの基体には、ループ状放射電極を含む複数の放射電極がそれら各給電端部を共通の給電電極に連通接続させて設けられていることを特徴として構成されている。
【００１８】
第５の発明は、上記第１〜第４の発明の何れか１つの発明の構成を備え、実装基板にはアンテナの給電電極に連通接続する給電用配線パターンが形成されると共に、共振周波数調整用のインダクタンスを持つサブ給電用配線パターンが上記給電用配線パターンから分岐して基体に向けて形成されており、アンテナの基体には、上記給電用配線パターンに給電電極を介して連通接続される放射電極が形成されると共に、上記サブ給電用配線パターンに連通接続される別の放射電極が形成されていることを特徴として構成されている。
【００１９】
第６の発明は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、アンテナの基体には、ループ状放射電極における高次モードの電界最強側領域とグランドとの間に容量を持たせるためのグランド電極が形成されていることを特徴として構成されている。
【００２０】
第７の発明は、上記第１〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を備え、アンテナは半田により実装基板に実装される構成と成し、基体には上記半田を当該基体に接合させるための半田固定専用の電極が形成されていることを特徴として構成されている。
【００２１】
第８の発明は、上記第１〜第７の発明の何れか１つの発明の構成を備え、実装基板にはアンテナの給電電極に連通接続する給電用配線パターンが形成されており、この給電用配線パターンにインダクタンスを付与するインダクタ部が設けられていることを特徴として構成されている。
【００２２】
第９の発明は、上記第１〜第８の発明の何れか１つの発明の構成を備え、ループ状放射電極を含む複数の放射電極が基体の表面に形成される構成と成し、上記複数の放射電極はそれぞれ互いに基体の形成面を異にして設けられていることを特徴として構成されている。また、第１０の発明は上記第１〜９の発明の何れか１つの発明の構成を備え、ループ状放射電極の開放端が間隔を介して対向するループ状放射電極の電極部位には、上記開放端側へ張り出す張り出し電極部が形成されていて、上記開放端と張り出し電極部間に高次モードの共振周波数を制御するための容量が形成されることを特徴として構成されている。
【００２３】
第１１の発明の通信機は、上記第１〜第１０の発明の何れか１つの発明の表面実装型アンテナ構造を備え、該表面実装型アンテナ構造の実装基板は通信機の回路基板によって構成されており、アンテナは上記回路基板の角領域に形成された非グランド領域に実装されていることを特徴として構成されている。
【００２４】
上記構成の発明において、アンテナは実装基板の非グランド領域に実装され、このアンテナの放射電極は、その開放端が給電端部側電極部位に間隔を介して対向配置されるループ状放射電極と成している。上記のように、この発明では、アンテナは実装基板の非グランド領域に実装されるために、周波数帯域の広帯域化、および、アンテナの小型化が容易となる。
【００２５】
また、上記のように、上記ループ状放射電極の開放端はその放射電極の給電端部側電極部位（つまり、基本モードの電流分布が最も多い領域）に間隔を介して対向配置されるもので、上記開放端と給電端部側電極部位との間に大きな容量を持つ。この容量を可変することによって、ループ状放射電極の基本モードの共振周波数を大きく変化させることなく、この基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数との間隔を可変制御することができる。
【００２６】
これにより、上記基本モードと高次モードの各共振周波数が共に要求の周波数となるように設計することが容易となり、ループ状放射電極の基本モードと高次モードを両方共に利用することができることとなる。このため、上記ループ状放射電極を設けることによって、広帯域化と小型化を図りつつ、互いに異なる複数の周波数帯域での電波の送信あるいは受信が可能となり、マルチバンド化に対応することができる。
【００２７】
上記のように、この発明において特有な構成を備えることにより、広帯域化と小型化とマルチバンド化の全ての要望を満たすことが容易となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１には第１実施形態例の通信機において特有な表面実装型アンテナ構造が抜き出されて模式的に示され、また、図２には第１実施形態例の通信機におけるアンテナの配置形態が模式的に示されている。
【００３０】
この第１実施形態例において特徴的なことは、図１に示すように表面実装型のアンテナ１の放射電極３が外回りのループ状の形態と成し、かつ、図２に示すように通信機の回路基板１５の角領域に非グランド領域１６（つまり、グランド電極１７が形成されていない領域）が形成され、この非グランド領域１６にアンテナ１が搭載されていることである。なお、通信機の構成には様々な構成があり、この第１実施形態例において特徴的な上記構成以外の構成は何れの構成をも採用してよく、ここでは、その説明は省略する。
【００３１】
すなわち、この第１実施形態例に示す表面実装型アンテナ構造は、図１に示すように、表面実装型のアンテナ１と、このアンテナ１が実装する通信機の回路基板（実装基板）１５とを有して構成され、上記アンテナ１は、誘電体あるいは磁性体から成る直方体状の基体２と、該基体２に形成されるループ状放射電極３および給電電極４とを有して構成されている。
【００３２】
上記給電電極４は基体２の底面２ｃから側面２ｂに形成され、その側面２ｂの横側端縁領域を通って上面２ａに向けて形成されている。上記ループ状放射電極３は、上記給電電極４から長方形状の上面２ａの各辺の近傍領域を当該各辺に沿ってループ状に形成されており、このループ状放射電極３の開放端３ａは給電端部側電極部位に間隔を介して対向配置され、該開放端３ａと給電端部側電極部位との間には容量が生じている。
【００３３】
なお、図１に示す例では、上記開放端３ａに間隔を介して対向する給電端部側電極部位には張り出し電極部１８が形成されている。
【００３４】
この第１実施形態例では、前述のように、回路基板１５には、図２に示すように、角領域に非グランド領域１６が形成されており、この非グランド領域１６に上記アンテナ１が基体２の底面２ｃを実装底面として、例えば半田等の固定手段によって、実装される。この際、上記アンテナ１は、上記放射電極３の図１に示す部位Ａ（つまり、上記基体２の長方形状の上面２ａの長辺ａに沿って形成されている部位）の長手方向と、回路基板１５の長手方向とをほぼ一致させ、かつ、図１に示すような放射電極３を流れる電流Ｉmと、回路基板１５のグランド電極１７を流れる電流Ｉgとが強め合う条件を満たして、回路基板１５の非グランド領域１６に実装される。これにより、非グランド領域１６の下部側に、スピーカー等の部品が配置されても、その部品の影響を少なくできる。また、この第１実施形態例では、上記アンテナ１は給電電極４を回路基板１５の図２に示す上部端縁側にして配設されており、これにより、矢印αの方向に強い指向性を持たせることができる。
【００３５】
上記のように、アンテナ１が回路基板１５の非グランド領域１６に実装されることによって、アンテナ１の給電電極４は、上記回路基板１５に形成されている信号供給源８に信号接続される構成と成している。この信号供給源８から給電電極４に信号が供給されると、この信号は給電電極４から放射電極３に伝達され、その信号に応じて、放射電極３は基本モードと高次モードの各アンテナ動作を行う。なお、図２に示す符号Ｌ１，Ｌ２は、アンテナ１を信号供給源８に整合するために用いる整合回路用インダクタンスをそれぞれ表している。
【００３６】
この第１実施形態例によれば、アンテナ１を回路基板１５の非グランド領域１６に実装する構成としたので、アンテナ１の小型化および広帯域化を両方共に図ることが容易となる。つまり、アンテナ１が、仮に、回路基板１５のグランド電極１７上に実装されていると仮定した場合には、放射電極３とグランド電極１７間の間隔が狭いために、該放射電極３とグランド電極１７間の容量が周波数帯域幅に大きく関与して、当該周波数帯域幅が狭くなるという問題が発生する。これを回避するためには、基体２を厚くして上記放射電極３とグランド電極１７間の間隔を広げ、これにより、その放射電極３とグランド電極１７間の容量を小さくして、周波数帯域への上記放射電極３とグランド電極１７間の容量の影響を小さくすることが考えられるが、上記のように基体２を厚くするので、アンテナ１が大型化してしまうという問題が発生する。このように、アンテナ１をグランド電極１７上に実装する場合には、アンテナ１の小型化と広帯域化を両方共に向上させることは困難である。
【００３７】
これに対して、この第１実施形態例では、上記のように、アンテナ１は回路基板１５の非グランド領域１６に形成されるために、放射電極３とグランド電極１７間の間隔が広くなるので、放射電極３とグランド電極１７間の容量が小さくなって周波数帯域幅に対して与える影響を小さく抑制することができることとなり、アンテナ１の小型化と広帯域化を両方共に向上させることが容易となる。
【００３８】
また、この第１実施形態例によれば、放射電極３はループ状と成し、その開放端３ａを給電端部側電極部位に間隔を介して対向配置させ容量を形成する特有な形状と成しているので、基体２を大きくすることなく、放射電極３の経路長を長くすることができて、基本モードの共振周波数を下げることができる。その上、上記放射電極３の給電端部側電極部位は電流分布が多い領域であることから、その給電端部側電極部位と上記開放端３ａ間の容量は強く、この給電端部側電極部位と開放端３ａ間の容量を可変することによって、基本モードの共振周波数ｆ１を大きく変化させることなく、基本モードの共振周波数ｆ１と高次モードの共振周波数ｆ２との間隔Δｆを大きく可変制御することができる。
【００３９】
このことは、本発明者の実験によって確認されている。その実験の結果が図３（ａ）〜（ｃ）に示されている。この実験の結果によって次に示すようなことが分かる。例えば、図３（ａ）に示すような周波数特性を持つように上記ループ状放射電極３が構成されている場合よりも、上記ループ状放射電極３の開放端３ａを給電端部側電極部位に近付けて、上記開放端３ａと給電端部側電極部位との間の容量を大きくした場合には、図３（ｂ）に示されるように、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１と高次モードの共振周波数ｆ２間の間隔Δｆ’は、上記図３（ａ）に示す状態（Δｆ）よりも狭くなる。
【００４０】
また、上記とは反対に、上記図３（ａ）に示す周波数特性を持つループ状放射電極３よりも、上記開放端３ａを給電端部側電極部位から遠ざけて、上記開放端３ａと給電端部側電極部位との間の容量を小さくした場合には、図３（ｃ）に示されるように、そのループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１と高次モードの共振周波数ｆ２間の間隔Δｆ''は、上記図３（ａ）に示す状態（Δｆ）よりも広くなる。
【００４１】
上記図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ループ状放射電極３の開放端３ａと給電端部側電極部位との間の容量を可変することによって、放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を大きく変化させることなく、高次モードの共振周波数ｆ２を大きく可変制御することができることとなる。換言すれば、上記放射電極３の開放端３ａと給電端部側電極部位との間の容量の可変制御によって、高次モードの共振周波数ｆ２を基本モードの共振周波数ｆ１とほぼ独立させた状態で可変制御することが可能となる。
【００４２】
これにより、基本モードの共振周波数ｆ１と高次モードの共振周波数ｆ２が両方共に要求の周波数となるように設計することが容易となる。このために、ループ状放射電極３に基本モードと高次モードの各アンテナ動作を行わせて、要望される複数の周波数帯域での電波の送信あるいは受信を行わせることができる。従来例に示した図１６に示す構成では、アンテナ１に複数の互いに異なる周波数帯域を持たせるために、基体２の上面に複数の放射電極３Ａ，３Ｂを形成していた。これにより、基体２を大きく形成する必要があり、アンテナ１の小型化が難しかったが、この第１実施形態例の構成では、ループ状放射電極３を１つ形成するだけで、上記のように、そのループ状放射電極３の基本モードと高次モードの各アンテナ動作によって、複数の互いに異なる周波数帯域を持たせることができる。これにより、アンテナ１の大型化を抑制することができる。
【００４３】
上記のように、この第１実施形態例において特有な構成を備えることによって、広帯域化と小型化を図りつつ、マルチバンド化に対応することができるアンテナ１およびこのアンテナ１を備えた通信機を提供することが可能になるという画期的な効果を奏することができる。
【００４４】
なお、上記実験では、放射電極３の開放端３ａと給電端部側電極部位間の間隔を変化することによって、その開放端３ａと給電端部側電極部位間の容量を変化させているが、上記開放端３ａの幅を可変することで、上記開放端３ａと給電端部側電極部位間の容量を可変制御してもよいし、また、上記開放端３ａと給電端部側電極部位間の間隔と、上記開放端３ａの幅とを共に可変することで、開放端３ａと給電端部側電極部位間の容量を可変制御してもよい。なお、この第１実施形態例では、上記開放端３ａに間隔を介して対向する給電端部側電極部位に張り出し電極部１８が形成されているので、その張り出し電極１８によって、上記開放端３ａと給電端部側電極部位間の容量を強くすることができて、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数を近付けることができる。
【００４５】
さらに、この第１実施形態例では、アンテナ１を回路基板１５の角領域に実装し、しかも、ループ状放射電極３の図１に示す部位Ａ（つまり、開放端３ａ側の領域に比べて電流分布が大きい電流分布大側領域）の長手方向と、回路基板１５のグランド電極１７の長手方向とを一致させ、かつ、放射電極３の電流Ｉmと、グランド電極１７を流れる電流Ｉgとが強め合うように、アンテナ１を上記回路基板１５の角領域に実装していることから、上記グランド電極１７がアンテナ１の指向性に大きく関与して、図２に示される矢印αに示される向き（つまり、回路基板１５の長手方向に直交する幅方向）の強い指向性をアンテナ１に持たせることが可能となる。
【００４６】
無指向性のアンテナでは、例えば、グランドと見なせる物体がアンテナに対して相対的に遠近移動すると、その物体の移動の影響を受けて、アンテナ特性が変化してしまうために、通信機のアンテナの信頼性を低下させてしまうという問題が発生する。これに対して、この第１実施形態例では、上記のように、アンテナ１に強い指向性を持たせることができるので、その強い指向性に起因して、グランドと見なせる物体の移動によるアンテナ特性の変化を抑制することができて、アンテナ１および該アンテナ１を備えた通信機のアンテナ特性の信頼性を高めることができる。
【００４７】
さらに、この第１実施形態例では、前記の如く、上記ループ状放射電極３の開放端３ａと給電端部側電極部位との間の容量の可変制御によって、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を大きく変化させることなく、高次モードの共振周波数ｆ２を可変制御することができるので、例えば、上記高次モードの共振周波数ｆ２が設定の周波数よりも低い方向にずれている場合には、例えば、放射電極３の開放端３ａをトリミングして該開放端３ａと給電端部側電極部位間の容量を小さくして上記高次モードの共振周波数ｆ２を高めて設定の周波数に合わせることが可能である。このことから、高次モードの共振周波数ｆ２が設定の周波数よりも僅かに低くなるように予め形成しておき、上記のように、製造工程において、トリミング等によって共振周波数ｆ２の調整を行うようにすれば、製造精度の悪影響を殆ど受けずに、設定の高次モードの共振周波数ｆ２を持つアンテナ１を得ることができる。
【００４８】
また、この第１実施形態例では、上記放射電極３の開放端３ａは基体２の上面２ａに形成されているので、上記のようなトリミングによる共振周波数ｆ２の調整を行う場合には、その周波数調整の作業が容易となる。
【００４９】
以下に、第２実施形態例を説明する。
【００５０】
この第２実施形態例において特徴的なことは、図４に示すように、ループ状放射電極３における電流分布大側領域Ａにミアンダ電極部２０を介設したことである。それ以外の構成は前記第１実施形態例とほぼ同様であり、この第２実施形態例の説明では、前記第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５１】
この第２実施形態例では、上記のように、ループ状放射電極３には電流分布大側領域Ａにミアンダ電極部２０が介設されており、このミアンダ電極部２０によって、上記電流分布大側領域Ａにインダクタンスを付与することができる。これにより、その電流分布大側領域Ａでの電気長を長くすることができて、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数を下げることができる。上記のようなミアンダ電極部２０を設けずに上記ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数を下げようとする場合には、ループ状放射電極３の経路長を長くするために、例えば基体２を大きくする必要があり、アンテナ１が大型化してしまうという問題が発生する。これに対して、この第２実施形態例に示すように、ループ状放射電極３にミアンダ電極部２０を介設することによって、基体２を大きくすることなく、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数を下げることが可能となる。
【００５２】
特に、この第２実施形態例では、上記のように、上記ミアンダ電極部２０をループ状放射電極３の電流分布大側領域Ａに設けている。その電流分布大側領域の電気長の変化に対するループ状放射電極３の基本モードの共振周波数の変化は、他の領域の電気長を変化させる場合に比べて、大きいことから、この第２実施形態例に示す如く、ループ状放射電極３の電流分布大側領域Ａに上記ミアンダ電極部２０を設けることによって、ループ状放射電極３の共振周波数を効果的に低下させることができる。
【００５３】
なお、上記ミアンダ電極部２０の電極幅や、迂曲の数や、ピッチ等は、要求される共振周波数等の様々な条件に応じて可変設定されるものであり、図４に示す形態に限定されるものではない。
【００５４】
以下に、第３実施形態例を説明する。この第３実施形態例において特徴的なことは、ループ状放射電極３を図５に示すような形態としたことである。それ以外の構成は前記各実施形態例とほぼ同様であり、この第３実施形態例の説明では、上記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５５】
図５に示されるように、この第３実施形態例では、直方体状の基体２の側面２ｂに給電電極４が形成されており、ループ状放射電極３は上記給電電極４から基体２の上面２ａに形成され、さらに、基体２の上面２ａから側面２ｅと実装底面２ｃと側面２ｆを順に通って上面２ａに戻るループ経路でもって形成されており、該ループ状放射電極３の開放端３ａは給電端部側電極部位に間隔を介して対向配置されている。
【００５６】
なお、図５に示される例では、ループ状放射電極３における開放端３ａ側の基体上面２ａに形成されている電極部位の幅Ｈは他の領域よりも広幅と成している。このため、ループ状放射電極３が全長に渡って等幅である場合よりも、上記開放端３ａと給電端部側電極部位間の容量を大きくすることができる構成と成している。
【００５７】
この第３実施形態例によれば、ループ状放射電極３は図５に示すようなループ状の形態と成しているので、回路基板１５の基板面に直交する方向に、グランドと見なす物体が回路基板１５に対して相対的に遠近移動しても、その物体の移動によるアンテナ特性の変化を抑制することができる。
【００５８】
それというのは、ループ状放射電極３が図５に示すようなループ状の形態と成すことによって、つまり、ループ状放射電極３が回路基板１５の基板面に直交する面に沿うようにループ状に形成された形態と成すことによって、そのループ状放射電極３に流れる電流に基づいた電界Ｅは図５に示すように回路基板１５の基板面に対して垂直な向きとなる。グランドと見なす物体が上記電界Ｅの方向に回路基板１５に対して相対的に遠近移動しても、この物体の移動に対する上記電界Ｅの変化は非常に小さくて済む。上記電界Ｅが変化すると、ループ状放射電極３の電流に変化が生じてアンテナ特性が変化してしまうが、この第３実施形態例では、上記のように、上記電界Ｅの方向に上記物体が回路基板１５に対して相対的に遠近移動しても、電界Ｅの変化は殆ど無くてループ状放射電極３の電流分布は大きく変化せず、これにより、上記物体の移動に起因したアンテナ特性の変化を小さく抑制することができる。このため、上記物体移動に起因したアンテナ効率の劣化を防止することができる。
【００５９】
なお、この第３実施形態例において特徴的な構成と、前記第２実施形態例において特有な構成とを組み合わせる場合には、例えば、図５に示すループ状放射電極３において、基体２の実装底面２ｃに形成されている放射電極部位（電流分布大側領域）を前記第２実施形態例に示したようなミアンダ電極部とする。このような構成とすることによって、前記第２実施形態例に示したような効果（つまり、アンテナ１のより一層の小型化を図ることが可能であるという効果）と、この第３実施形態例に示したような効果（つまり、グランドと見なせる物体の遠近移動に起因したアンテナ特性の変化を抑制することができるという効果）とを両方共に奏することができる。
【００６０】
以下に、第４実施形態例を説明する。この第４実施形態例において特徴的なことは、図６や図７や図８に示すように、ループ状放射電極３に加えて、該ループ状放射電極３とは異なる放射電極２２を基体２に設けたことである。それ以外の構成は前記各実施形態例とほぼ同様であり、この第４実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００６１】
図６に示す例では、ループ状放射電極３は前記第１実施形態例に示した形態を有し、基体２の上面２ａに形成されており、上記放射電極２２は、基体２の側面２ｂの給電電極４から側面２ｅを介して側面２ｄに形成されている。このように、上記放射電極２２は基体２のループ状放射電極形成面２ａとは異なる基体２の面２ｅ，２ｄに形成されている。
【００６２】
図７に示す例では、ループ状放射電極３は前記第３実施形態例に示した形態を有している。上記放射電極２２は上記ループ状放射電極３の開放端３ａ側と間隔を介し平行にループ状放射電極３の給電端部から形成されており、この放射電極２２の給電端部は上記ループ状放射電極３の給電端部を介して給電電極４に連通接続されている。
【００６３】
図８に示す例では、基体２には、前記第１実施形態例に示したものと同様のループ状放射電極３が形成されると共に、別の放射電極２２が形成されており、この図８に示す放射電極２２は、上記図６や図７の放射電極２２とは異なり、その給電端部が給電電極４に連通接続されていない。この図８に示す例では、回路基板１５には、給電電極４に連通接続する給電用配線パターン２５が形成されると共に、上記放射電極２２に連通接続するサブ給電用配線パターン２６が上記給電用配線パターン２５から分岐し位相回路（位相コントロール用チップ部品２８）を介して形成されており、上記ループ状放射電極３は給電電極４を介して、また、放射電極２２は、サブ給電用配線パターン２６を介して、それぞれ、共通の給電用配線パターン２５に連通接続されている。なお、図８の符号２７は整合用チップコイル部品を示し、また、符号２９は位相コントロール用チップ部品を示している。
【００６４】
なお、図８に示すサブ給電用配線パターン２６はインダクタンスを持ち、そのインダクタンスの大きさを可変することによって、放射電極２２の共振周波数を可変調整することが可能である。また、サブ給電用配線パターン２６に接続された位相回路（図８に示す例では、位相コントロール用チップ部品２８，２９）の定数を変えることにより、ループ状放射電極３と放射電極２２の互いの影響を少なくできる。
【００６５】
この第４実施形態例によれば、ループ状放射電極３とは異なる放射電極２２を基体２に設けたので、上記ループ状放射電極３における基本モードのアンテナ動作と高次モードのアンテナ動作に加えて、放射電極２２によるアンテナ動作が行われることとなり、より多くの周波数帯域での電波の送信あるいは受信が可能となる。これにより、１つのチップ状のアンテナ１を設けるだけで、３つ以上の異なるアプリケーションに対応することが可能となり、よりマルチバンド化を促進させることができる。
【００６６】
また、図６や図８に示すように、ループ状放射電極３と放射電極２２とをそれぞれ基体２の互いに異なる面に形成することによって、それらループ状放射電極３と放射電極２２の相互干渉を更に抑制することができる。このため、例えばループ状放射電極３と放射電極２２間の相互干渉を防止するために、基体２を大きくしてループ状放射電極３と放射電極２２の間隔を広げるというような手段を施す必要が無く、アンテナ１の小型化を図ることができる。
【００６７】
なお、上記ループ状放射電極３と放射電極２２の各々の形態は、上記図６〜図８に図示の各例に限定されるものではなく、例えば、上記図６〜図８の各例に示したループ状放射電極３における電流分布大側領域に、前記第２実施形態例に示したものと同様のミアンダ電極部を設けてもよいものである。
【００６８】
以下に、第５実施形態例を説明する。この第５実施形態例において特徴的なことは、ループ状放射電極３の高次モードの共振周波数ｆ２をより一層可変制御し易くするための特有な構成を備えたことである。つまり、この第５実施形態例では、図９に示すように、アンテナ１の基体２にグランド電極３０が形成されている。それ以外の構成は前記各実施形態例とほぼ同様であり、この第５実施形態例の説明では、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。なお、図９の符号３２は整合用チップコイル部品を示している。
【００６９】
ところで、放射電極の開放端とグランドとの間に容量を形成し、この開放端とグランド間の容量を可変することによって、放射電極の共振周波数を可変制御することができる。また、前記各実施形態例に示したように、放射電極がループ状放射電極３と成している場合には、ループ状放射電極３における高次モードの電界最強部位は例えば図９の破線Ｂにより囲まれている放射電極部位（つまり、図９に示す例では、基体２の上面２ａの短辺ｃに沿って形成されている放射電極部位）であり、高次モードにおけるループ状放射電極３の開放端は、見かけ上、上記電界最強部位Ｂとなり、この高次モードにおけるループ状放射電極３の開放端は、基本モードにおけるループ状放射電極３の開放端３ａとは異なる位置となる。
【００７０】
このことに本発明者は着目し、上記高次モードにおけるループ状放射電極３の開放端とグランドとの間に容量を形成し、この容量を可変することによって、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を殆ど変化させずに、高次モードの共振周波数ｆ２を可変制御することができる構成を考え出した。
【００７１】
すなわち、この第５実施形態例では、ループ状放射電極３における高次モードの電界最強部位（高次モードの開放端）との間に容量を形成することができるグランド電極３０が基体２に形成されている。
【００７２】
具体的には、例えば、図９に示す例では、上記グランド電極３０は、基体２の側面２ｆと、側面２ｂの底面側右角部との２箇所に配設されている。また、この図９に示す例では、基体２の側面２ｂの底面側中央部にも、つまり、上記ループ状放射電極３における高次モードの電界最強部位Ｂの近傍領域との間に容量を形成することができる位置にも、上記グランド電極３０が配設されている。
【００７３】
換言すれば、この図９に示す例では、ループ状放射電極３における上記高次モードの電界最強部位Ｂを含む図９の鎖線Ｚにより囲まれている電界最強側領域との間に容量が形成されるように上記グランド電極３０が形成されている。
【００７４】
回路基板１５には、グランド電極１７と上記グランド電極３０を連通接続させるためのグランド配線パターン３３が形成されており、上記グランド電極３０は上記グランド配線パターン３３を介してグランド電極１７に導通接続し、グランドに接地される。このため、このグランド電極３０により、上記ループ状放射電極３における高次モードの電界最強側領域Ｚはグランドとの間に容量が形成される構成と成す。
【００７５】
ところで、この第５実施形態例では、グランド電極３０を半田を介してグランド配線パターン３３に導通接続させる構成と成しており、上記半田によって基体２を回路基板１５に固定させることができる。つまり、上記グランド電極３０は、前記の如く、ループ状放射電極３における高次モードの電界最強側領域Ｚとグランドとの間に容量を形成するという機能だけでなく、基体２を半田により回路基板１５に固定させるための固定用の電極としても機能するものである。
【００７６】
上記のように、グランド電極３０とグランド配線パターン３３間の半田によって基体２を回路基板１５に固定させることができるが、この第５実施形態例では、上記アンテナ１の基体２をより強固に回路基板１５に固定させるために、例えば、図９に示すように、半田固定専用の電極である固定用電極３１を設けている。この固定用電極３１は、回路基板１５のグランド電極１７や、基体２上のループ状放射電極３等の他の導体部と接続されていない電極である。
【００７７】
図９に示す例では、上記固定用電極３１は複数箇所に配設され、それら固定用電極３１は何れも上記基体２における前記グランド電極３０の形成面とは異なる面（つまり、側面２ｄの左右の底面側角部の２箇所）に設けられている。
【００７８】
上記のように、固定用電極３１を設けて、該固定用電極３１と前記グランド電極３０を利用して、基体２を半田により回路基板１５に固定することによって、例えば通信機の落下等に起因して通信機に衝撃が加えられたときに、回路基板１５からアンテナ１が剥がれ落ちるという事態発生をより確実に抑制することができることとなり、通信機の耐久性の信頼を高めることができる。
【００７９】
この第５実施形態例によれば、ループ状放射電極３における高次モードの電界最強側領域Ｚとグランドとの間に容量を持たせるためのグランド電極３０を設ける構成とした。このため、上記ループ状放射電極３における高次モードの電界最強側領域（つまり、高次モードの開放端側）と上記グランド電極３０（つまり、グランド）との間の容量を大きくする方向に可変することによって、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を殆ど変化させずに、高次モードの共振周波数ｆ２を下げる方向に可変制御することができる。また、反対に、上記ループ状放射電極３の高次モードの電界最強側領域とグランド電極３０との間の容量を小さくする方向に可変することによって、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を殆ど変化させずに、高次モードの共振周波数ｆ２を高くする方向に可変制御することができる。
【００８０】
このように、上記グランド電極３０を設け、上記ループ状放射電極３の高次モードの電界最強側領域とそのグランド電極３０との間の容量を可変することによって、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を殆ど変化させずに、高次モードの共振周波数ｆ２を可変制御することができることとなり、ループ状放射電極３の基本モードと高次モードの各共振周波数ｆ１，ｆ２が要求の周波数となるように設計することがより一層容易にできることとなる。
【００８１】
なお、図９に示す例では、ループ状放射電極３は前記第１実施形態例に示した形態であったが、上記ループ状放射電極３が前記第２実施形態例に示した図４のような形態である場合にも、グランド電極３０を基体２の上記同様な位置に設けることによって、上記同様な効果を奏することができる。
【００８２】
また、ループ状放射電極３が前記第３実施形態例に示した図５のような形態である場合には、ループ状放射電極３における高次モードの電界最強側領域（高次モードの開放端側）は図５の破線Ｚによって囲まれる電極部位であることから、この電界最強側領域Ｚとの間に容量を形成することができる位置に、上記グランド電極３０を配設することによって、上記同様の効果を奏することができる。
【００８３】
さらに、前記第４実施形態例に示したように、基体２にループ状放射電極３が形成されると共に、別の放射電極２２が形成される場合にも、上記同様に、上記ループ状放射電極３における高次モードの電界最強側領域との間に容量を形成することができる位置に、上記グランド電極３０を配設することによって、上記同様の効果を奏することができる。
【００８４】
以下に、第６実施形態例を説明する。この第６実施形態例において特徴的なことは、図１０に示すように、回路基板１５に形成された給電用配線パターン２５にインダクタ部であるチップコイル部品３４，３５が接続されていることである。それ以外の構成は前記各実施形態例と同様であり、この第６実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００８５】
この第６実施形態例では、図１０に示すように、回路基板１５には給電電極４と信号供給源８を導通接続させるための給電用配線パターン２５が形成されており、この給電用配線パターン２５には間隙による分断部２５ａが形成されている。この分断部２５の両端の給電用配線パターン部位は上記チップコイル部品３４によって導通接続されている。また、上記給電用配線パターン２５には上記チップコイル部品３４の搭載位置よりも先端側の部位にチップコイル部品３５の一端側が接続され、このチップコイル部品３５の他端側はグランド電極１７に導通接続されている。
【００８６】
この第６実施形態例によれば、給電用配線パターン２５にチップコイル部品３４，３５を接続したので、それらチップコイル部品３４，３５によって上記給電用配線パターン２５にインダクタンスを付与することができて該給電用配線パターン２５の電気長を長くすることができる。給電用配線パターン２５を通電する電流量はループ状放射電極３の通電電流量に比べて多く、この電流量が大である給電用配線パターン２５にインダクタンスを付与して電気長を長くすることによって、基体２の大きさを変化させずに、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を効果的に下げることができる。このことにより、アンテナ１の小型化を図ることが容易となる。
【００８７】
また、上記チップコイル部品３４，３５によって上記給電用配線パターン２５に付与するインダクタンスの大きさを簡単に可変することができ、そのように給電用配線パターン２５に付与するインダクタンスの大きさを可変することにより、ループ状放射電極３の基本モードの共振周波数ｆ１を可変制御することができることから、基本モードの共振周波数ｆ１を設定の周波数とすることが容易となる。
【００８８】
なお、図１０に示す例では、基体２は誘電体により構成され、該基体２には、前記第５実施形態例に示したようなグランド電極３０や固定用電極３１が形成されると共に、空孔３６，３７が形成されている。このように、基体２に空孔３６，３７を形成することによって、基体２の実効誘電率が下がって、アンテナ特性の向上を図ることができる。
【００８９】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、アンテナ１の基体２を図１１（ａ）、（ｂ）に示すように積層体により構成してもよい。なお、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示す基体２を分解状態により示した図である。また、図１１に示す例では、基体２は２枚のシート部４０，４１の積層体であったが、２枚以上のシート部を積層一体化させて基体２を構成してもよい。
【００９０】
また、上記各実施形態例では、ループ状放射電極３は全長に渡って基体２の表面に形成されていたが、上記のように基体２が積層体により構成されている場合には、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ループ状放射電極３の一部分が基体２の内部に形成される構成としてもよい。また、ループ状放射電極３を全長に渡って基体２の内部に形成してもよい。そのように、ループ状放射電極３の一部分あるいは全部を基体２の内部に形成する場合にも、該ループ状放射電極３の開放端３ａが給電端部側電極部位に間隔を介して対向配置して容量を形成するように構成することによって、上記各実施形態例に示したと同様の効果を奏することができる。
【００９１】
さらに、上記各実施形態例に示した構成に加えて、図１２に示すように、ループ状放射電極３の給電端部側電極部位から開放端３ａに向けて突起放射電極部４４を形成してもよい。この突起放射電極部４４は給電電極４から供給される信号に応じて共振することが可能に構成されており、この突起放射電極部４４の伸長先端が上記開放端３ａと間隔を介して対向配置して容量を生じさせている。
【００９２】
このように、ループ状放射電極３の給電端部側電極部位に突起放射電極部４４を設けることによって、ループ状放射電極３は、その突起放射電極部４４が無い場合には見られなかった共振モードを持つこととなり、より多くの周波数帯域を備えることが可能となる。しかも、上記各実施形態例に示したと同様に、ループ状放射電極３の開放端３ａと突起放射電極部４４間の容量を可変することによって、ループ状放射電極３における基本モードの共振周波数ｆ１を大きく変化させずに、その共振周波数ｆ１と高次モードの共振周波数ｆ２間の間隔を変化させることができるので、共振周波数ｆ２の可変制御が容易となる。
【００９３】
さらに、上記各実施形態例では、ループ状放射電極３の開放端３ａは基体２の上面２ａに配置されていたが、例えば、その開放端３ａの配置位置は、基体２の上面２ａに限定されるものではなく、給電電極４の配置位置や、ループ状放射電極３のループの引き回し経路に応じて、例えば、基体２の側面や底面に配置してもよい。
【００９４】
さらに、図１、図４、図６、図８、図９、図１０に示す例では、ループ状放射電極３の給電端部側電極部位には開放端３ａと間隔を介して対向する張り出し電極部１８が形成されていたが、この張り出し電極部１８は必ずしも形成しなければならないものではなく、この張り出し電極部１８は設けなくともよい。
【００９６】
さらに、上記第４実施形態例に示した図６あるいは図７のループ状放射電極を含む複数の放射電極の構成と、図８に示したループ状放射電極を含む複数の放射電極の構成とを組み合わせてもよい。さらに、上記第４実施形態例に示した図６〜図８の各々の例では、基体２にはループ状放射電極３とは異なる放射電極が１つ設けられていたが、ループ状放射電極３とは異なる放射電極を複数設けてもよい。例えば、その具体例が図１３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示されている。図１３（ａ）に示す例では、ループ状放射電極３とは異なる放射電極２２，４４が形成されており、これら放射電極２２，４４はループ状放射電極３と共に共通の給電電極４に連通接続されている。
【００９７】
また、図１３（ｂ）に示す例では、上記図１３（ａ）に示す例と同様にループ状放射電極３とは異なる放射電極２２，４４が形成されているが、それら放射電極２２，４４は、上記図１３（ａ）に示す例とは異なって給電電極４に連通接続されておらず、それぞれ、回路基板１５に形成されたサブ給電用配線パターン２６（２６ａ，２６ｂ）を介して、回路基板１５の給電用配線パターン２５に連通接続されている。なお、もちろん、ループ状放射電極３とは異なる放射電極を３つ以上形成してもよい。また、図１３（ｂ）の符号４５は整合用チップコイル部品を示している。
【００９８】
さらに、上記各実施形態例では、ループ状放射電極３は１つだけ設けられていたが、図１４に示すように、メインのループ状放射電極３を設けると共に、サブのループ状放射電極３’を少なくとも１つ設ける構成としてもよい。このように、メインのループ状放射電極３とサブのループ状放射電極３’を設ける場合には、それら各ループ状放射電極３，３’の給電端部をそれぞれ共通に給電電極４に連通接続させる構成としてもよいし、回路基板１５に図８に示すような給電用配線パターン２５とサブ給電用配線パターン２６を形成して、メインのループ状放射電極３は給電電極４を介して給電用配線パターン２５に連通接続され、サブのループ状放射電極３’はサブ給電用配線パターン２６を介して上記給電用配線パターン２５に連通接続する構成としてもよい。
【００９９】
このように、ループ状放射電極を複数配設することによって、各ループ状放射電極の基本モードと高次モードを両方共に利用することが可能となり、より多くの周波数帯域での電波の送信あるいは受信が可能となる。
【０１００】
さらに、上記第２実施形態例では、ミアンダ電極部２０がループ状放射電極３の電流分布大側領域Ａに介設されていたが、例えば、その応用例として、そのループ状放射電極３の電流分布大側領域Ａの一部分を局部的に細くして該電流分布大側領域Ａにインダクタンスを付与する構成のインダクタ電極部を設けてもよい。
【０１０１】
さらに、上記第５実施形態例では、グランド電極３０は３箇所に配設されていたが、グランド電極３０の配設数は数に限定されるものではない。
【０１０２】
さらに、上記第６実施形態例では、チップコイル部品を利用して、給電用配線パターン２５にインダクタンスを付与する構成と成していたが、例えば、上記チップコイル部品に代えて、ミアンダパターン（インダクタ部）を利用して、給電用配線パターン２５にインダクタンスを付与する構成としてもよい。また、チップコイル部品とミアンダパターンを組み合わせて、給電用配線パターン２５にインダクタンスを付与する構成としてもよい。
【０１０３】
さらに、上記第６実施形態例では、給電用配線パターン２５にインダクタンスを付与するインダクタ部が設けられていたが、例えば、サブ給電用配線パターン２６が形成される場合には、このサブ給電用配線パターン２６にも上記同様のインダクタ部を介設してもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
この発明によれば、アンテナを実装基板の非グランド領域に実装する構成としたので、アンテナの放射電極は実装基板のグランドから離れて配置されることとなり、これにより、放射電極とグランド間の容量が小さくなって、基体を大きくすることなく、周波数帯域の広帯域化を図ることができることとなり、周波数帯域の広帯域化とアンテナの小型化を共に向上させることが容易となる。
【０１０５】
しかも、この発明では、放射電極は開放端が給電端部側電極部位に間隔を介して対向配置されるループ状放射電極と成していることから、上記開放端と給電端部側電極部位間に容量が生じ、該容量を可変することによって、ループ状放射電極の基本モードの共振周波数を大きく変化させずに、その基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数との間の間隔を容易に可変制御することができる。つまり、高次モードの共振周波数の可変制御をほぼ基本モードと独立させた状態で行うことが可能となる。これにより、基本モードと高次モードの各共振周波数がそれぞれ要求の周波数となるように設計することが容易となるため、ループ状放射電極における基本モードと高次モードの両方の共振モードを利用した電波の送信あるいは受信が可能となる。
【０１０６】
この結果、１つのループ状放射電極を設けるだけで、マルチバンド化に対応することができることとなり、上記効果と相俟って、周波数帯域の広帯域化とアンテナの小型化とマルチバンド化の全ての要求を満たすことが可能な表面実装型アンテナ構造を提供することができる。
【０１０７】
また、この発明において特有な構成を持つ表面実装型アンテナ構造を備えた通信機にあっては、周波数帯域が広く、しかも、小型で、複数の周波数帯域を持つ通信機を提供することができる。
【０１０８】
ループ状放射電極の電流分布大側領域にインダクタンスを付与するミアンダ電極部が介設されているものにあっては、ミアンダ電極部によって上記ループ状放射電極の電流分布大側領域にインダクタンスが付与されるので、その電流分布大側領域の電気長が長くなり、これにより、アンテナの基体を大きくすることなく、ループ状放射電極の共振周波数を下げることができる。このため、アンテナのより一層の小型化を図ることができる。
【０１０９】
ループ状放射電極が基体の上面から側面と実装底面と側面を順に通って上面に戻るループ経路でもって形成されている発明にあっては、グランドと見なせる物体が、例えば、実装基板のアンテナ実装面に直交する方向にアンテナに対して相対的に遠近移動しても、上記ループ状放射電極は、その物体の移動による悪影響を殆ど受けずに、アンテナ動作を安定的に行うことができる。このことから、上記物体の移動に起因したアンテナ特性の変化をほぼ抑制できる。これにより、アンテナ特性の信頼性を向上させることができる。
【０１１０】
ループ状放射電極を含む複数の放射電極がそれら各給電端部を共通の給電電極に連通接続させて設けられているものや、実装基板には給電用配線パターンとサブ給電用配線パターンが形成されており、アンテナの基体には上記給電用配線パターンに連通接続する放射電極と、上記サブ給電用配線パターンに連通接続する放射電極とが形成されているものにあっては、ループ状放射電極を含む複数の放射電極が形成されているので、より多くの周波数帯域での電波の送信あるいは受信が可能となり、１つのチップ状のアンテナを設けるだけで、３つ以上のアプリケーションに対応することが可能となり、マルチバンド化をさらに促進させることができる。
【０１１１】
グランド電極が設けられており、このグランド電極によって、ループ状放射電極における高次モードの電界最強側領域とグランドとの間に容量を持たせることが可能な構成を備えたものにあっては、そのループ状放射電極における高次モードの電界最強側領域とグランド間の容量を可変することによって、基本モードの共振周波数を殆ど変化させずに、高次モードの共振周波数を可変制御することが可能である。このため、このループ状放射電極における高次モードの電界最強側領域とグランド間の容量の可変制御と、前記したようなループ状放射電極の開放端と給電端部側電極部位との間の容量の可変制御とを両方共に利用することによって、より高次モードの共振周波数の可変制御が容易となって、基本モードと高次モードの各共振周波数をそれぞれ要求の周波数に精度良く設定することが可能となる。これにより、アンテナ特性の信頼性をより高めることができる。
【０１１２】
基体に半田固定専用の電極が形成されているものにあっては、アンテナの基体を強固に実装基板に固定することができて、耐久性の信頼性を高めることができる。
【０１１３】
実装基板の給電用配線パターンにインダクタンスを付与するインダクタ部が設けられているものにあっては、基体を大きくして上記給電用配線パターンに連通接続されている放射電極の経路長を長くすることなく、上記給電用配線パターンにインダクタンスを付与することによって、上記給電用配線パターンに連通接続する放射電極の基本モードの共振周波数を下げることができる。このため、アンテナのより小型化を図ることができる。
【０１１４】
ループ状放射電極を含む複数の放射電極がそれぞれ互いに基体の形成面を異にして配設されている構成を備えたものにあっては、基体を大きくして各放射電極間の間隔を広げることなく、各放射電極間の相互干渉を抑制することができるので、アンテナの小型化を図ることができる。
【０１１５】
アンテナが、通信機の回路基板の角領域に、放射電極を流れる電流と回路基板のグランド領域を流れる電流とが強め合う条件を満たして配設されている通信機にあっては、上記グランド領域を流れる電流が大きくアンテナの指向性に関与して、アンテナに強い指向性を持たせることができる。このため、例えば、グランドと見なせる物体がアンテナに対して相対的に遠近移動した際のアンテナ特性の変化を小さく抑制することが可能となり、アンテナ特性の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナ構造を模式的に示したモデル図である。
【図２】第１実施形態例において特徴的なアンテナの実装形態例を模式的に示した説明図である。
【図３】ループ状放射電極の開放端と給電端部側電極部位との間の容量の変化によるループ状放射電極の周波数特性の変化を示すグラフである。
【図４】第２実施形態例において特徴的なアンテナを抜き出して模式的に示したモデル図である。
【図５】第３実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナ構造を模式的に示したモデル図である。
【図６】第４実施形態例において特徴的なアンテナの構成の一例を模式的に示したモデル図である。
【図７】第４実施形態例において特徴的なアンテナのその他の構成例を模式的に示したモデル図である。
【図８】さらに、第４実施形態例において特徴的なアンテナのその他の構成例を模式的に示したモデル図である。
【図９】第５実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナ構造を模式的に示した説明図である。
【図１０】第６実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナ構造を模式的に示した説明図である。
【図１１】基体のその他の形態およびループ状放射電極のその他の形態例を説明するための図である。
【図１２】さらに、ループ状放射電極のその他の形態例を示したモデル図である。
【図１３】ループ状放射電極とは異なる放射電極を複数設けた場合の形態例を示すモデル図である。
【図１４】ループ状放射電極を複数設けた場合の形態例を示すモデル図である。
【図１５】表面実装型アンテナの従来例を示す説明図である。
【図１６】さらに、表面実装型アンテナの従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ アンテナ
２ 基体
３ ループ状放射電極
４ 給電電極
１５ 回路基板
１６ 非グランド領域
１７ グランド電極
２０ ミアンダ状電極部
２２，４４ 放射電極
２５ 給電用配線パターン
２６ サブ給電用配線パターン
３０ グランド電極
３１ 固定用電極
３４，３５ チップコイル部品[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface mount antenna structure having a plurality of different frequency bands and a communication device including the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 15 is a schematic perspective view showing an example of a surface mount antenna. The surface-mount antenna 1 includes a base 2, a radiation electrode 3, a feed electrode 4, a first ground electrode 5, and a second ground electrode 6 formed on the surface of the base 2. ing.
[0003]
As shown in FIG. 15, a power supply electrode 4 is formed on the base 2 from the bottom surface 2 c to the top surface 2 a via the side surface 2 b, and the first and second ground electrodes 5 and 6 are respectively connected to the power supply electrode 4. Is formed on the upper surface 2a from the bottom surface 2c through the side surface 2b in the same manner as the power supply electrode 4. Further, the radiation electrode 3 is connected to the upper surface 2a of the base 2 at one end thereof in communication with the first ground electrode 5, and the open end 3a at the other end is spaced from the second ground electrode 6. It is formed in a substantially U-shape that is opposed to each other.
[0004]
The antenna 1 shown in FIG. 15 is mounted on a non-ground region (that is, a region where no ground electrode is formed) of a circuit board of a communication device such as a mobile phone, for example, with the bottom surface 2c of the base 2 as a mounting surface. . A signal supply source 8 for supplying a signal to the power supply electrode 4 is provided on the circuit board. The circuit board has ground connection means for grounding the first and second ground electrodes 5 and 6 to the ground when the antenna 1 is mounted in a set mounting region, Connecting means for signal-connecting the electrode 4 to the signal supply source 8 is formed.
[0005]
For this reason, by mounting the antenna 1 in a setting mounting region on the circuit board, the first and second ground electrodes 5 and 6 are grounded to the ground by the ground connection means, respectively, and the power supply electrode 4 is configured to be connected to the signal supply source 8.
[0006]
For example, when a signal is supplied from the signal supply source 8 to the feeding electrode 4, the signal is transmitted from the feeding electrode 4 to the radiation electrode 3 by capacitive coupling, and the radiation electrode 3 is connected to the antenna due to the signal supply. Perform the action.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since the antenna 1 shown in FIG. 15 is mounted on the non-ground region of the mounting board (circuit board) as described above, the advantage that the frequency band can be easily widened and reduced in size and the matching circuit is unnecessary. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to form a matching circuit on the mounting substrate. However, in recent years, a single terminal can be used for multiple applications such as GSM (Global System for Mobile communication systems) and DCS (Digital Cellular system), PDC (Personal Digital Cellular telecommunication system) and PHS (Personal Handyphone System). There is a demand for a multiband-compatible antenna on the market, but the configuration of the antenna 1 shown in FIG. 15 can practically only transmit or receive radio waves in one frequency band. However, there is a problem that it is impossible to meet the demand for the multiband.
[0008]
This is because the radiation electrode 3 has a plurality of resonance frequencies different from each other, and among these resonance frequencies, the lowest resonance frequency (basic resonance frequency), and a higher-order resonance frequency higher than that, Cannot be variably controlled independently of each other. For this reason, it is very difficult to design such that both the basic resonance frequency and the higher-order resonance frequency are the required frequencies.
[0009]
Therefore, in the antenna 1 shown in FIG. 15, for example, a resonance mode having a fundamental resonance frequency in the radiation electrode 3 (this is referred to as a fundamental mode in this specification) is used, but the higher-order resonance frequency is used. Therefore, it is necessary to use a configuration that does not use a resonance mode (in this specification, this is referred to as a higher-order mode), and as described above, practically, transmission or reception of radio waves in one frequency band is performed. However, it is impossible to meet the above-mentioned demand for multiband.
[0010]
By the way, a surface mount antenna 1 as shown in FIG. 16 different from the configuration shown in FIG. 15 has also been proposed. In the antenna 1 shown in FIG. 16, a plurality of radiation electrodes 3 (3 </ b> A, 3 </ b> B) are provided on a base body 2 such that their one end sides are connected to a common feeding electrode 4. Thus, it is possible to transmit or receive radio waves in a plurality of different frequency bands. The antenna 1 shown in FIG. 16 is mounted on a ground electrode 11 of a circuit board 10 of a communication device, for example.
[0011]
Since the antenna 1 shown in FIG. 16 is mounted on the ground electrode 11, a large capacitance is generated between the ground electrode 11 and the radiation electrode 3 (3A, 3B). Thus, there is a problem that the frequency bandwidth is narrowed. In order to avoid this problem, it is necessary to increase the thickness of the base 2 to reduce the capacitance between the radiation electrode 3 and the ground, resulting in a problem that the antenna 1 is increased in size. As described above, in the antenna 1 shown in FIG. 16, it is difficult to achieve both wide band and small size.
[0012]
In addition to the above, various types of surface mount antennas have been proposed. However, in any of the proposed antennas, all of the demands for widening the frequency band, miniaturization of the antenna, and multibanding are all included. I can't be satisfied.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is to easily satisfy all the demands for widening the frequency band, downsizing of the antenna, and multibanding. It is an object to provide a surface mount antenna structure and a communication device including the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the first invention isA non-ground region in which no ground electrode is formed is formed at a corner of the substrate surface on which the ground electrode of the mounting substrate is formed, and a rectangular parallelepiped base constituting an antenna is mounted on the non-ground region,A radiating electrode and a feeding electrode for supplying a signal to one end of the radiating electrode are formed on the substrate.TAntennaIsThe antenna operation in the basic mode of the radiation electrode according to the signal supplied from the feeding electrodeThe resonance frequency is higher than the resonance frequency of the antenna operation in the fundamental modeA surface mount antenna structure having a plurality of frequency bands different from each other, capable of high-order mode antenna operation,The base body has an adjacent longitudinal side surface and a short side surface as outward side surfaces facing the outside of the mounting substrate, and a side surface facing the outward longitudinal side surface is an inward longitudinal surface facing the ground electrode. It is mounted on the non-ground region in a posture to be a directional side surface. A power supply electrode is formed on the side surface of the base body from the bottom side to the top surface of the base body, and is connected to the extended tip of the power supply electrode. On the upper surface side of the substrate, a loop shape that proceeds along the four sides through the outward short side surface side of the base surface from the outward short side surface side in order, with the advancing tip as an open end A radiation electrode is formed, and the open end of the loop-shaped radiation electrode is a feeding-end-side electrode portion that is connected to the feeding electrode of the loop-shaped radiation electrode.And a capacitor for controlling the resonance frequency of the higher-order modeOpposing arrangement through the interval formingThe above-described configuration serves as means for solving the above-described problem.
[0015]
  The second invention isA non-ground region in which no ground electrode is formed is formed at a corner of the substrate surface on which the ground electrode of the mounting substrate is formed, and a rectangular parallelepiped base constituting the antenna is mounted on the non-ground region. A radiation electrode and a feeding electrode for supplying a signal to one end of the radiation electrode are formed to form an antenna. The antenna operation in the basic mode of the radiation electrode and the antenna operation according to the signal supplied from the feeding electrode A surface mount antenna structure having a plurality of frequency bands different from each other and capable of operating in a higher-order mode having a resonance frequency higher than the resonance frequency of the antenna operation in the fundamental mode, wherein the base has an adjacent longitudinal length The lateral side surface and the lateral side surface are the outward side surfaces facing the outside of the mounting board, and the side surface facing the outward long side surface is the inward direction facing the ground electrode. It is mounted on the non-ground region in a posture to be a longitudinal side surface, and a power supply electrode is formed on the side surface of the base body from the bottom side to the top surface, and is connected to the extended tip of the power supply electrode. A direction extending on the upper surface side of the base body along the outer edge side of the upper surface of the base body to the outward longitudinal side surface portion, and further rotating around the base body along the four sides of the outward longitudinal side surface. A loop-shaped radiation electrode having an open end at the leading end of the loop-shaped radiation electrode is formed, and the open end of the loop-shaped radiation electrode is placed at the higher-order mode at the traveling start side electrode portion in the circumferential direction of the loop-shaped radiation electrode. As a means for solving the above problems, the structure is arranged so as to face each other through an interval for forming a capacitor for controlling the resonance frequency ofing.
[0016]
  3rd invention is equipped with the structure of the said 1st or 2nd invention,The loop radiation electrode is provided with a meander electrode portion for providing inductance to the large current distribution region.It is configured as a feature.
[0017]
A fourth invention comprises the configuration of the first, second or third invention, wherein a plurality of radiating electrodes including a loop-shaped radiating electrode are provided on a base of the antenna, and each of these feeding ends is a common feeding electrode. It is characterized by being provided in communication connection.
[0018]
A fifth invention includes the configuration of any one of the first to fourth inventions described above, wherein a power supply wiring pattern communicating with the power supply electrode of the antenna is formed on the mounting substrate, and the resonance frequency is adjusted. A sub-feeding wiring pattern having an inductance for use is branched from the feeding wiring pattern toward the base, and is connected to the base of the antenna via the feeding electrode. A radiating electrode is formed, and another radiating electrode connected to the sub-feeding wiring pattern is formed.
[0019]
A sixth aspect of the invention includes the configuration of any one of the first to fifth aspects of the invention, and the base of the antenna is provided between a high-order mode electric field strongest side region of the loop-shaped radiation electrode and the ground. A ground electrode for providing a capacitance is formed.
[0020]
A seventh invention comprises the configuration of any one of the first to sixth inventions, wherein the antenna is configured to be mounted on a mounting board by soldering, and the solder is bonded to the base on the base For this purpose, a dedicated electrode for fixing the solder is formed.
[0021]
An eighth invention includes the configuration of any one of the first to seventh inventions, and a power supply wiring pattern connected to the power supply electrode of the antenna is formed on the mounting substrate. An inductor portion that provides inductance to the wiring pattern is provided.
[0022]
  A ninth invention comprises the configuration of any one of the first to eighth inventions., LeMultiple radiation electrodes including loop radiation electrodesIs basedThe plurality of radiation electrodes are formed on the surface of the body, and each of the plurality of radiation electrodes is provided with a different base formation surface.A tenth aspect of the invention includes the configuration of any one of the first to ninth aspects of the invention, and the electrode portion of the loop-shaped radiation electrode facing the open end of the loop-shaped radiation electrode with a gap between A projecting electrode portion projecting toward the open end side is formed, and a capacitor for controlling the resonance frequency of the higher-order mode is formed between the open end and the projecting electrode portion.
[0023]
  First11The communication device of the invention is the first to the first.10The surface-mounted antenna structure of any one of the inventions is provided, the mounting board of the surface-mounted antenna structure is constituted by a circuit board of a communication device, and the antenna is provided in a corner region of the circuit board.Mounted in the formed non-ground areaIt is configured as a feature.
[0024]
In the invention with the above configuration, the antenna is mounted in a non-ground region of the mounting substrate, and the radiation electrode of the antenna is formed with a loop-shaped radiation electrode whose open end is disposed opposite to the feeding end side electrode portion with a gap. is doing. As described above, according to the present invention, since the antenna is mounted on the non-ground region of the mounting substrate, it is easy to widen the frequency band and reduce the size of the antenna.
[0025]
Further, as described above, the open end of the loop-shaped radiation electrode is disposed opposite to the feeding end side electrode portion of the radiation electrode (that is, the region where the current distribution in the fundamental mode is the largest) with a gap. A large capacity is provided between the open end and the power supply end side electrode portion. By changing the capacitance, the interval between the resonance frequency of the fundamental mode and the resonance frequency of the higher order mode can be variably controlled without greatly changing the resonance frequency of the fundamental mode of the loop radiation electrode.
[0026]
This makes it easy to design the resonance frequency of the fundamental mode and the higher-order mode to be the required frequencies, and allows both the fundamental mode and the higher-order mode of the loop radiation electrode to be used. Become. For this reason, by providing the loop-shaped radiation electrode, it is possible to transmit or receive radio waves in a plurality of different frequency bands while achieving a wider band and a smaller size, and can cope with a multi-band.
[0027]
As described above, the provision of the configuration unique to the present invention makes it easy to satisfy all the demands for widebanding, downsizing, and multibanding.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 schematically shows a surface-mounted antenna structure that is unique to the communication device of the first embodiment, and FIG. 2 shows an antenna arrangement in the communication device of the first embodiment. Is schematically shown.
[0030]
What is characteristic in the first embodiment is that the radiation electrode 3 of the surface-mounted antenna 1 has an outer loop shape as shown in FIG. 1, and a communication device as shown in FIG. The non-ground region 16 (that is, the region where the ground electrode 17 is not formed) is formed in the corner region of the circuit board 15, and the antenna 1 is mounted on the non-ground region 16. There are various configurations of the communication device, and any configuration other than the above-described configuration characteristic in the first embodiment may be adopted, and the description thereof is omitted here.
[0031]
That is, the surface-mounted antenna structure shown in the first embodiment includes a surface-mounted antenna 1 and a circuit board (mounting board) 15 of a communication device mounted on the antenna 1 as shown in FIG. The antenna 1 includes a rectangular parallelepiped base 2 made of a dielectric material or a magnetic material, and a loop radiation electrode 3 and a feeding electrode 4 formed on the base 2. .
[0032]
The power supply electrode 4 is formed from the bottom surface 2c to the side surface 2b of the base 2, and is formed toward the upper surface 2a through the lateral edge region of the side surface 2b. The loop-shaped radiation electrode 3 is formed in the vicinity of each side of the rectangular upper surface 2a from the feeding electrode 4 in a loop shape along each side, and the open end 3a of the loop-shaped radiation electrode 3 is The power supply end side electrode part is disposed opposite to the power supply end side electrode part, and a capacitance is generated between the open end 3a and the power supply end part side electrode part.
[0033]
In the example shown in FIG. 1, an overhang electrode portion 18 is formed in the electrode portion on the power feeding end side facing the open end 3 a with a gap.
[0034]
In the first embodiment, as described above, the circuit board 15 is provided with the non-ground region 16 in the corner region as shown in FIG. The bottom surface 2c of 2 is used as a bottom surface for mounting, for example, by a fixing means such as solder. At this time, the antenna 1 includes a longitudinal direction of a portion A of the radiation electrode 3 shown in FIG. 1 (that is, a portion formed along the long side a of the rectangular upper surface 2a of the base 2), and a circuit. A circuit board that satisfies the condition in which the longitudinal direction of the substrate 15 substantially coincides and the current Im flowing through the radiation electrode 3 and the current Ig flowing through the ground electrode 17 of the circuit board 15 are intensified as shown in FIG. 15 non-ground regions 16 are mounted. Thereby, even if a component such as a speaker is arranged on the lower side of the non-ground region 16, the influence of the component can be reduced. Further, in the first embodiment, the antenna 1 is arranged with the feeding electrode 4 on the upper edge side of the circuit board 15 shown in FIG. 2, and thereby has a strong directivity in the direction of the arrow α. Can be made.
[0035]
As described above, the antenna 1 is mounted on the non-ground region 16 of the circuit board 15 so that the power feeding electrode 4 of the antenna 1 is signal-connected to the signal supply source 8 formed on the circuit board 15. It is made. When a signal is supplied from the signal supply source 8 to the feeding electrode 4, the signal is transmitted from the feeding electrode 4 to the radiation electrode 3, and in response to the signal, the radiation electrode 3 is connected to each antenna in the fundamental mode and higher order mode. Perform the action. Reference numerals L1 and L2 shown in FIG. 2 represent matching circuit inductances used for matching the antenna 1 to the signal supply source 8, respectively.
[0036]
According to the first embodiment, since the antenna 1 is mounted on the non-ground region 16 of the circuit board 15, it is easy to reduce both the size and the bandwidth of the antenna 1. That is, if it is assumed that the antenna 1 is mounted on the ground electrode 17 of the circuit board 15, the distance between the radiation electrode 3 and the ground electrode 17 is narrow, and thus the radiation electrode 3 and the ground electrode The capacity between 17 is greatly involved in the frequency bandwidth, causing a problem that the frequency bandwidth is narrowed. In order to avoid this, the base 2 is thickened to widen the distance between the radiation electrode 3 and the ground electrode 17, thereby reducing the capacitance between the radiation electrode 3 and the ground electrode 17 to the frequency band. Although it is conceivable to reduce the influence of the capacitance between the radiation electrode 3 and the ground electrode 17, since the base 2 is thickened as described above, there arises a problem that the antenna 1 is enlarged. Thus, when the antenna 1 is mounted on the ground electrode 17, it is difficult to improve both the size reduction and the wide band of the antenna 1.
[0037]
On the other hand, in the first embodiment, since the antenna 1 is formed in the non-ground region 16 of the circuit board 15 as described above, the distance between the radiation electrode 3 and the ground electrode 17 becomes wide. Since the capacitance between the radiation electrode 3 and the ground electrode 17 is reduced, the influence on the frequency bandwidth can be reduced, and it is easy to improve both the downsizing and widening of the antenna 1. .
[0038]
In addition, according to the first embodiment, the radiation electrode 3 is formed in a loop shape, and the open end 3a is disposed opposite to the electrode portion on the power supply end side with a space therebetween to form a capacitance. Therefore, the path length of the radiation electrode 3 can be increased without increasing the size of the substrate 2, and the resonance frequency of the fundamental mode can be lowered. In addition, since the power supply end side electrode portion of the radiation electrode 3 is a region having a large current distribution, the capacitance between the power supply end side electrode portion and the open end 3a is strong, and this power supply end side electrode portion By varying the capacitance between the open end 3a and the open end 3a, the interval Δf between the resonance frequency f1 of the fundamental mode and the resonance frequency f2 of the higher order mode is variably controlled without greatly changing the resonance frequency f1 of the fundamental mode. Can do.
[0039]
This has been confirmed by the inventors' experiments. The result of the experiment is shown in FIGS. The following can be seen from the results of this experiment. For example, the open end 3a of the loop-shaped radiation electrode 3 is used as an electrode portion on the feeding end side, compared to the case where the loop-shaped radiation electrode 3 is configured to have frequency characteristics as shown in FIG. When the capacity between the open end 3a and the feeding end portion side electrode portion is increased and the resonance frequency f1 of the fundamental mode of the loop-shaped radiation electrode 3 is set as shown in FIG. The interval Δf ′ between the higher-order mode resonance frequencies f2 is narrower than the state (Δf) shown in FIG.
[0040]
In contrast to the above, the open end 3a and the feed end are separated from the feed end portion side electrode part rather than the loop radiation electrode 3 having the frequency characteristics shown in FIG. When the capacitance between the part side electrode part is reduced, as shown in FIG. 3C, the resonance frequency f1 of the fundamental mode and the resonance frequency f2 of the higher-order mode of the loop radiation electrode 3 are obtained. The interval Δf ″ is wider than the state (Δf) shown in FIG.
[0041]
As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the basic mode of the radiation electrode 3 is changed by varying the capacitance between the open end 3a of the loop radiation electrode 3 and the feeding end side electrode portion. The high-order mode resonance frequency f2 can be variably controlled without greatly changing the resonance frequency f1. In other words, the resonance frequency f2 of the higher-order mode is made substantially independent of the resonance frequency f1 of the fundamental mode by variably controlling the capacitance between the open end 3a of the radiation electrode 3 and the feeding end side electrode portion. Variable control is possible.
[0042]
This facilitates the design so that both the fundamental mode resonance frequency f1 and the higher-order mode resonance frequency f2 are the required frequencies. For this reason, it is possible to cause the loop-shaped radiation electrode 3 to perform the respective antenna operations in the basic mode and the higher-order mode to transmit or receive radio waves in a plurality of desired frequency bands. In the configuration shown in FIG. 16 shown in the conventional example, a plurality of radiation electrodes 3 </ b> A and 3 </ b> B are formed on the upper surface of the base 2 so that the antenna 1 has a plurality of different frequency bands. As a result, it is necessary to form the base 2 in a large size, and it is difficult to reduce the size of the antenna 1. However, in the configuration of the first embodiment, only one loop-shaped radiation electrode 3 is formed as described above. A plurality of different frequency bands can be provided by the antenna operation in the fundamental mode and the higher order mode of the loop-shaped radiation electrode 3. Thereby, the enlargement of the antenna 1 can be suppressed.
[0043]
As described above, an antenna 1 that can handle multi-band transmission and a communication device including the antenna 1 can be provided while having a wide band and a small size by providing a configuration unique to the first embodiment. An epoch-making effect that it becomes possible to provide can be produced.
[0044]
In the above experiment, the capacitance between the open end 3a and the feeding end side electrode part is changed by changing the interval between the open end 3a of the radiation electrode 3 and the feeding end side electrode part. By changing the width of the open end 3a, the capacitance between the open end 3a and the power supply end side electrode part may be variably controlled, or between the open end 3a and the power supply end part side electrode part. By changing both the interval and the width of the open end 3a, the capacitance between the open end 3a and the power supply end side electrode portion may be variably controlled. In the first embodiment, since the overhanging electrode portion 18 is formed in the power feeding end side electrode portion facing the open end 3a with a gap, the overhanging electrode 18 and the open end 3a The capacitance between the power supply end side electrode portions can be increased, and the resonance frequency of the fundamental mode and the resonance frequency of the higher mode can be brought close to each other.
[0045]
Furthermore, in the first embodiment, the antenna 1 is mounted in the corner region of the circuit board 15, and the current is larger than the portion A of the loop radiation electrode 3 shown in FIG. 1 (that is, the region on the open end 3a side). The longitudinal direction of the current distribution large side region having a large distribution is aligned with the longitudinal direction of the ground electrode 17 of the circuit board 15, and the current Im of the radiation electrode 3 and the current Ig flowing through the ground electrode 17 are intensified. As described above, since the antenna 1 is mounted in the corner region of the circuit board 15, the ground electrode 17 is greatly involved in the directivity of the antenna 1, and the direction indicated by the arrow α shown in FIG. The antenna 1 can have strong directivity in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the circuit board 15.
[0046]
With an omnidirectional antenna, for example, if an object that can be regarded as a ground moves relatively far and away from the antenna, the antenna characteristics change due to the movement of the object. The problem of reducing reliability occurs. On the other hand, in the first embodiment, as described above, the antenna 1 can have a strong directivity, so that the antenna characteristics due to the movement of an object that can be regarded as the ground due to the strong directivity. And the reliability of the antenna characteristics of the antenna 1 and the communication device including the antenna 1 can be improved.
[0047]
Further, in the first embodiment, as described above, the basic mode of the loop radiation electrode 3 is controlled by the variable control of the capacitance between the open end 3a of the loop radiation electrode 3 and the feeding end side electrode portion. Since the high-order mode resonance frequency f2 can be variably controlled without greatly changing the resonance frequency f1, for example, when the high-order mode resonance frequency f2 is shifted in a direction lower than the set frequency. For example, the open end 3a of the radiation electrode 3 is trimmed to reduce the capacitance between the open end 3a and the power supply end side electrode region, and the resonance frequency f2 of the higher-order mode is increased to match the set frequency. Is possible. Therefore, the resonance frequency f2 of the higher order mode is formed in advance so as to be slightly lower than the set frequency, and the resonance frequency f2 is adjusted by trimming or the like in the manufacturing process as described above. Then, the antenna 1 having the set higher-order mode resonance frequency f2 can be obtained with almost no adverse influence on the manufacturing accuracy.
[0048]
In the first embodiment, the open end 3a of the radiation electrode 3 is formed on the upper surface 2a of the base 2. Therefore, when adjusting the resonance frequency f2 by trimming as described above, the frequency Adjustment work becomes easy.
[0049]
The second embodiment will be described below.
[0050]
What is characteristic in the second embodiment is that a meander electrode portion 20 is provided in the current distribution large side region A of the loop radiation electrode 3 as shown in FIG. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment. In the description of the second embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the first embodiment, and the common portions are overlapped. Description is omitted.
[0051]
In the second embodiment, as described above, the loop radiation electrode 3 is provided with the meander electrode portion 20 in the current distribution large side region A, and the meander electrode portion 20 allows the current distribution large side. An inductance can be given to the region A. Thereby, the electrical length in the current distribution large side region A can be increased, and the resonance frequency of the fundamental mode of the loop radiation electrode 3 can be lowered. In the case where the resonance frequency of the fundamental mode of the loop radiation electrode 3 is to be lowered without providing the meander electrode portion 20 as described above, in order to increase the path length of the loop radiation electrode 3, for example, the base 2 Therefore, there is a problem that the antenna 1 becomes large. On the other hand, as shown in the second embodiment, by inserting the meander electrode portion 20 in the loop radiation electrode 3, the basic mode of the loop radiation electrode 3 can be reduced without increasing the size of the base 2. The resonance frequency can be lowered.
[0052]
In particular, in the second embodiment, the meander electrode portion 20 is provided in the current distribution large side region A of the loop radiation electrode 3 as described above. Since the change in the resonance frequency of the fundamental mode of the loop-shaped radiation electrode 3 with respect to the change in the electrical length of the current distribution large side region is larger than that in the case where the electrical length in the other region is changed, this second embodiment. As shown in the example, by providing the meander electrode portion 20 in the large current distribution area A of the loop radiation electrode 3, the resonance frequency of the loop radiation electrode 3 can be effectively reduced.
[0053]
The electrode width, the number of detours, the pitch, etc. of the meander electrode section 20 are variably set according to various conditions such as the required resonance frequency, and are limited to the form shown in FIG. It is not something.
[0054]
The third embodiment will be described below. What is characteristic in the third embodiment is that the loop-shaped radiation electrode 3 is configured as shown in FIG. The rest of the configuration is almost the same as each of the above-described embodiments. In the description of this third embodiment, the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, Omitted.
[0055]
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, the feeding electrode 4 is formed on the side surface 2 b of the rectangular parallelepiped base 2, and the loop-shaped radiation electrode 3 extends from the feeding electrode 4 to the upper surface 2 a of the base 2. Furthermore, the loop-shaped radiation electrode 3 has an open end 3a that feeds power from the top surface 2a of the substrate 2 through the side surface 2e, the mounting bottom surface 2c, and the side surface 2f. Opposing to the end-side electrode part with a gap.
[0056]
In the example shown in FIG. 5, the width H of the electrode portion formed on the substrate upper surface 2 a on the open end 3 a side in the loop-shaped radiation electrode 3 is wider than other regions. For this reason, it has the structure which can enlarge the capacity | capacitance between the said open end 3a and the electric power feeding edge part side electrode site | part rather than the case where the loop-shaped radiation electrode 3 is equal width over the full length.
[0057]
According to the third embodiment, the loop radiation electrode 3 has a loop shape as shown in FIG. 5, so that an object regarded as the ground is in a direction perpendicular to the substrate surface of the circuit board 15. Even if the object moves relatively with respect to the circuit board 15, a change in antenna characteristics due to the movement of the object can be suppressed.
[0058]
This is because the loop radiation electrode 3 has a loop shape as shown in FIG. 5, that is, the loop radiation electrode 3 extends along a plane orthogonal to the substrate surface of the circuit board 15. As a result, the electric field E based on the current flowing through the loop radiation electrode 3 is oriented perpendicular to the substrate surface of the circuit board 15 as shown in FIG. Even if an object that is regarded as a ground moves relative to the circuit board 15 in the direction of the electric field E, the change in the electric field E with respect to the movement of the object can be very small. When the electric field E changes, the current of the loop radiation electrode 3 changes and the antenna characteristics change. In the third embodiment, as described above, the object moves in the direction of the electric field E. Even when the circuit board 15 is moved relatively far or near, there is almost no change in the electric field E, and the current distribution of the loop radiation electrode 3 does not change greatly. A change can be suppressed small. For this reason, it is possible to prevent deterioration of antenna efficiency due to the object movement.
[0059]
When combining the characteristic configuration in the third embodiment and the configuration unique to the second embodiment, for example, in the loop-shaped radiation electrode 3 shown in FIG. The radiation electrode part (current distribution large side region) formed in 2c is a meander electrode part as shown in the second embodiment. With such a configuration, the effect as shown in the second embodiment (that is, the effect that the antenna 1 can be further reduced in size) and the third embodiment are provided. Both of the effects described above (that is, the effect that the change in antenna characteristics caused by the near-and-far movement of an object that can be regarded as the ground can be suppressed) can be achieved.
[0060]
The fourth embodiment will be described below. What is characteristic in the fourth embodiment is that, as shown in FIGS. 6, 7 and 8, in addition to the loop radiation electrode 3, a radiation electrode 22 different from the loop radiation electrode 3 is provided on the substrate 2. It was established in. The rest of the configuration is almost the same as each of the above embodiments, and in the description of this fourth embodiment, the same components as those of the above embodiments are given the same reference numerals, Omitted.
[0061]
In the example shown in FIG. 6, the loop radiation electrode 3 has the form shown in the first embodiment, and is formed on the upper surface 2 a of the base 2, and the radiation electrode 22 is formed on the side surface 2 b of the base 2. The power supply electrode 4 is formed on the side surface 2d through the side surface 2e. Thus, the radiation electrode 22 is formed on the surfaces 2e and 2d of the base 2 different from the loop-shaped radiation electrode forming surface 2a of the base 2.
[0062]
In the example shown in FIG. 7, the loop radiation electrode 3 has the form shown in the third embodiment. The radiation electrode 22 is formed from the feeding end portion of the loop radiation electrode 3 in parallel with the open end 3a side of the loop radiation electrode 3 with a space therebetween, and the feeding end portion of the radiation electrode 22 is the loop radiation. The electrode 3 is connected to the power supply electrode 4 through a power supply end.
[0063]
In the example shown in FIG. 8, the substrate 2 is formed with a loop radiation electrode 3 similar to that shown in the first embodiment, and another radiation electrode 22 is formed. The radiation electrode 22 shown in FIG. 6 is different from the radiation electrode 22 of FIGS. 6 and 7 in that the feeding end portion is not connected to the feeding electrode 4. In the example shown in FIG. 8, the circuit board 15 has a power supply wiring pattern 25 connected to the power supply electrode 4 and a sub power supply wiring pattern 26 connected to the radiation electrode 22 connected to the power supply electrode 4. It is branched from the wiring pattern 25 and formed through a phase circuit (phase control chip component 28). The loop radiation electrode 3 is connected to the power supply electrode 4, and the radiation electrode 22 is connected to the sub power supply wiring pattern. Each of them is connected to a common power supply wiring pattern 25 through a wiring 26. Reference numeral 27 in FIG. 8 represents a matching chip coil component, and reference numeral 29 represents a phase control chip component.
[0064]
The sub-feeding wiring pattern 26 shown in FIG. 8 has an inductance, and the resonance frequency of the radiation electrode 22 can be variably adjusted by changing the magnitude of the inductance. Further, by changing the constants of the phase circuit (in the example shown in FIG. 8, the phase control chip components 28 and 29) connected to the sub-feeding wiring pattern 26, the loop radiation electrode 3 and the radiation electrode 22 are mutually connected. The influence can be reduced.
[0065]
According to the fourth embodiment, since the radiation electrode 22 different from the loop radiation electrode 3 is provided on the substrate 2, in addition to the fundamental mode antenna operation and the higher order mode antenna operation in the loop radiation electrode 3 described above. Thus, the antenna operation by the radiation electrode 22 is performed, and radio waves can be transmitted or received in a larger frequency band. As a result, it is possible to deal with three or more different applications only by providing one chip-shaped antenna 1, and it is possible to further promote multibanding.
[0066]
Further, as shown in FIG. 6 and FIG. 8, the loop radiation electrode 3 and the radiation electrode 22 are formed on different surfaces of the substrate 2, respectively, so that the mutual interference between the loop radiation electrode 3 and the radiation electrode 22 is reduced. Further suppression can be achieved. For this reason, for example, in order to prevent mutual interference between the loop radiation electrode 3 and the radiation electrode 22, it is necessary to provide means for enlarging the base 2 and widening the distance between the loop radiation electrode 3 and the radiation electrode 22. The antenna 1 can be downsized.
[0067]
In addition, each form of the said loop-shaped radiation electrode 3 and the radiation electrode 22 is not limited to each example shown in the said FIGS. 6-8, For example, it shows in each example of the said FIGS. 6-8. Further, a meander electrode portion similar to that shown in the second embodiment may be provided in the current distribution large side region of the loop radiation electrode 3.
[0068]
The fifth embodiment will be described below. What is characteristic in the fifth embodiment is that it has a unique configuration for facilitating variable control of the resonance frequency f2 of the higher-order mode of the loop radiation electrode 3 even more. That is, in the fifth embodiment, the ground electrode 30 is formed on the base 2 of the antenna 1 as shown in FIG. The rest of the configuration is almost the same as each of the above embodiments, and in the description of this fifth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of each of the above embodiments, and the overlapping description of the common parts is as follows. Omitted. In addition, the code | symbol 32 of FIG. 9 has shown the chip coil part for a matching.
[0069]
By the way, the resonance frequency of the radiation electrode can be variably controlled by forming a capacitance between the open end of the radiation electrode and the ground and varying the capacitance between the open end and the ground. Further, as shown in each of the embodiments, when the radiation electrode is formed with the loop radiation electrode 3, the strongest mode electric field strongest part in the loop radiation electrode 3 is, for example, the broken line B in FIG. (Ie, in the example shown in FIG. 9, the radiation electrode part formed along the short side c of the upper surface 2a), and the loop radiation electrode 3 in the higher-order mode. Apparently, the open end of the loop-shaped radiation electrode 3 in the higher mode is apparently the position B different from the open end 3a of the loop-shaped radiation electrode 3 in the fundamental mode.
[0070]
The present inventor pays attention to this, and forms a capacitance between the open end of the loop-shaped radiation electrode 3 and the ground in the higher-order mode, and by changing the capacitance, the basic mode of the loop-shaped radiation electrode 3 is achieved. A configuration has been devised in which the resonance frequency f2 of the higher order mode can be variably controlled without substantially changing the resonance frequency f1.
[0071]
In other words, in the fifth embodiment, the ground electrode 30 capable of forming a capacitance between the high-order mode electric field strongest part (the open end of the high-order mode) in the loop-shaped radiation electrode 3 is formed on the base 2. Has been.
[0072]
Specifically, for example, in the example shown in FIG. 9, the ground electrode 30 is disposed at two locations, that is, the side surface 2 f of the base 2 and the bottom right side corner of the side surface 2 b. Further, in the example shown in FIG. 9, a capacitance is formed also in the central portion of the bottom surface side of the side surface 2b of the base body 2, that is, between the region near the strongest mode electric field strongest portion B in the loop radiation electrode 3. The ground electrode 30 is also disposed at a position where it can be performed.
[0073]
In other words, in the example shown in FIG. 9, a capacitance is formed between the strongest electric field region surrounded by the chain line Z of FIG. As described above, the ground electrode 30 is formed.
[0074]
A ground wiring pattern 33 for connecting the ground electrode 17 and the ground electrode 30 to each other is formed on the circuit board 15. The ground electrode 30 is electrically connected to the ground electrode 17 through the ground wiring pattern 33. , Grounded. For this reason, the ground electrode 30 constitutes a configuration in which a capacitance is formed between the high-order mode electric field strongest side region Z of the loop radiation electrode 3 and the ground.
[0075]
By the way, in the fifth embodiment, the ground electrode 30 is electrically connected to the ground wiring pattern 33 via solder, and the base 2 can be fixed to the circuit board 15 by the solder. That is, as described above, the ground electrode 30 has not only a function of forming a capacitance between the high-order mode electric field strongest side region Z of the loop radiation electrode 3 and the ground, but also the circuit board on the substrate 2 by soldering. It functions also as a fixing electrode for fixing to 15.
[0076]
As described above, the base body 2 can be fixed to the circuit board 15 by soldering between the ground electrode 30 and the ground wiring pattern 33. In this fifth embodiment, the base body 2 of the antenna 1 is more firmly connected to the circuit. In order to fix to the board | substrate 15, as shown in FIG. 9, the electrode 31 for fixing which is an electrode only for solder fixation is provided, for example. The fixing electrode 31 is an electrode that is not connected to other conductors such as the ground electrode 17 of the circuit board 15 and the loop radiation electrode 3 on the base 2.
[0077]
  In the example shown in FIG. 9, the fixing electrode 31 is disposed at a plurality of locations, and all of the fixing electrodes 31 are the above-mentioned in the base 2.Ground electrode 30Is provided on a surface different from the formation surface of (i.e., two locations on the left and right bottom side corners of the side surface 2d).
[0078]
As described above, the fixing electrode 31 is provided, and the base 2 is fixed to the circuit board 15 with solder using the fixing electrode 31 and the ground electrode 30. Thus, when an impact is applied to the communication device, the occurrence of the situation where the antenna 1 is peeled off from the circuit board 15 can be more reliably suppressed, and the reliability of the durability of the communication device can be increased.
[0079]
According to the fifth embodiment, the ground electrode 30 for providing a capacitance between the high-order mode electric field strongest side region Z of the loop-shaped radiation electrode 3 and the ground is provided. For this reason, the high-order mode electric field strongest side region (that is, the open end side of the higher-order mode) in the loop-shaped radiation electrode 3 and the capacitance between the ground electrode 30 (that is, the ground) are increased. By doing so, the resonance frequency f1 of the fundamental mode of the loop-shaped radiation electrode 3 can be variably controlled so as to decrease the resonance frequency f2 of the higher-order mode without substantially changing the resonance frequency f1. Conversely, the resonance frequency of the fundamental mode of the loop-shaped radiation electrode 3 is changed by decreasing the capacitance between the higher-order mode electric field strongest region of the loop-shaped radiation electrode 3 and the ground electrode 30. It is possible to variably control the resonance frequency f2 in the higher order mode to be increased without changing f1.
[0080]
In this way, the ground electrode 30 is provided, and the fundamental mode of the loop radiation electrode 3 is changed by varying the capacitance between the higher-order mode electric field strongest side region of the loop radiation electrode 3 and the ground electrode 30. The resonance frequency f2 of the higher order mode can be variably controlled without substantially changing the resonance frequency f1 of the first and second resonance frequencies f1 and f2 of the loop-shaped radiation electrode 3 are required frequencies. Thus, the design can be made easier.
[0081]
In the example shown in FIG. 9, the loop radiation electrode 3 has the form shown in the first embodiment. However, the loop radiation electrode 3 is as shown in FIG. 4 shown in the second embodiment. Even in this case, the same effect as described above can be obtained by providing the ground electrode 30 at the same position as the above in the base 2.
[0082]
When the loop-shaped radiation electrode 3 has the form shown in FIG. 5 shown in the third embodiment, the higher-order mode electric field strongest side region (the open end of the higher-order mode) in the loop-shaped radiation electrode 3 is used. 5) is an electrode portion surrounded by a broken line Z in FIG. 5, and by arranging the ground electrode 30 at a position where a capacitance can be formed between the electric field strongest side region Z, Similar effects can be achieved.
[0083]
Further, as shown in the fourth embodiment, when the loop-shaped radiation electrode 3 is formed on the base 2 and another radiation electrode 22 is formed, the loop-shaped radiation electrode is similarly formed as described above. By arranging the ground electrode 30 at a position where a capacitor can be formed between the higher-order mode electric field strongest side region 3 in FIG.
[0084]
The sixth embodiment will be described below. A characteristic feature of the sixth embodiment is that, as shown in FIG. 10, chip coil components 34 and 35, which are inductor portions, are connected to a power supply wiring pattern 25 formed on the circuit board 15. is there. The rest of the configuration is the same as that of each of the above-described embodiments. In the description of this sixth embodiment, the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and overlapping description of common portions is omitted. To do.
[0085]
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, a power supply wiring pattern 25 for electrically connecting the power supply electrode 4 and the signal supply source 8 is formed on the circuit board 15, and this power supply wiring pattern. 25 is formed with a dividing portion 25a by a gap. The power supply wiring pattern portions at both ends of the dividing portion 25 are conductively connected by the chip coil component 34. One end side of the chip coil component 35 is connected to the power supply wiring pattern 25 at a position on the tip side of the mounting position of the chip coil component 34, and the other end side of the chip coil component 35 is electrically connected to the ground electrode 17. It is connected.
[0086]
According to the sixth embodiment, since the chip coil components 34 and 35 are connected to the power supply wiring pattern 25, the chip coil components 34 and 35 can provide inductance to the power supply wiring pattern 25. The electrical length of the power supply wiring pattern 25 can be increased. The amount of current flowing through the power supply wiring pattern 25 is larger than the amount of current flowing through the loop-shaped radiation electrode 3, and by adding inductance to the power supply wiring pattern 25 having a large current amount, the electrical length is increased. The fundamental mode resonance frequency f1 of the loop radiation electrode 3 can be effectively lowered without changing the size of the substrate 2. This makes it easy to reduce the size of the antenna 1.
[0087]
Further, the magnitude of the inductance applied to the power supply wiring pattern 25 can be easily varied by the chip coil components 34 and 35, and the magnitude of the inductance applied to the power supply wiring pattern 25 is thus varied. As a result, the resonance frequency f1 of the fundamental mode of the loop radiation electrode 3 can be variably controlled, so that the resonance frequency f1 of the fundamental mode can be easily set to the set frequency.
[0088]
In the example shown in FIG. 10, the substrate 2 is made of a dielectric, and the substrate 2 is formed with the ground electrode 30 and the fixing electrode 31 as shown in the fifth embodiment, and is also empty. Holes 36 and 37 are formed. Thus, by forming the holes 36 and 37 in the base body 2, the effective dielectric constant of the base body 2 is lowered, and the antenna characteristics can be improved.
[0089]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, the base 2 of the antenna 1 may be constituted by a laminate as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). In addition, FIG.11 (b) is the figure which showed the base | substrate 2 shown to Fig.11 (a) by the decomposition | disassembly state. In the example shown in FIG. 11, the base body 2 is a laminate of two sheet portions 40 and 41, but the base body 2 may be configured by stacking and integrating two or more sheet portions.
[0090]
Further, in each of the above embodiments, the loop-shaped radiation electrode 3 is formed on the surface of the base body 2 over the entire length. However, when the base body 2 is configured by a laminate as described above, for example, FIG. 11 (a) and 11 (b), a part of the loop radiation electrode 3 may be formed inside the base body 2. Moreover, you may form the loop-shaped radiation electrode 3 in the inside of the base | substrate 2 over the full length. As described above, even when a part or all of the loop-shaped radiation electrode 3 is formed inside the base body 2, the open end 3 a of the loop-shaped radiation electrode 3 is disposed opposite to the feeding-end-side electrode portion with a gap. By configuring so as to form a capacitor, the same effects as those shown in the above embodiments can be obtained.
[0091]
Further, in addition to the configuration shown in each of the above embodiments, as shown in FIG. 12, a projection radiation electrode portion 44 is formed from the feeding end portion side electrode portion of the loop radiation electrode 3 toward the open end 3a. Also good. The projection radiation electrode portion 44 is configured to resonate in accordance with a signal supplied from the power supply electrode 4, and the extended tip of the projection radiation electrode portion 44 is disposed opposite to the open end 3 a with a gap. To create capacity.
[0092]
Thus, by providing the projection radiation electrode portion 44 at the feeding end side electrode portion of the loop radiation electrode 3, the loop radiation electrode 3 does not have a resonance that was not seen without the projection radiation electrode portion 44. It becomes possible to have more frequency bands by having a mode. In addition, as shown in the above embodiments, the resonance frequency f1 of the fundamental mode in the loop radiation electrode 3 can be changed by changing the capacitance between the open end 3a of the loop radiation electrode 3 and the projection radiation electrode portion 44. Since the interval between the resonance frequency f1 and the resonance frequency f2 of the higher order mode can be changed without greatly changing, the variable control of the resonance frequency f2 is facilitated.
[0093]
Further, in each of the above embodiments, the open end 3a of the loop radiation electrode 3 is disposed on the upper surface 2a of the base body 2. However, for example, the position of the open end 3a is limited to the upper surface 2a of the base body 2. For example, it may be arranged on the side surface or the bottom surface of the base 2 in accordance with the arrangement position of the feeding electrode 4 and the loop route of the loop-shaped radiation electrode 3.
[0094]
Further, in the examples shown in FIGS. 1, 4, 6, 8, 9, and 10, the protruding electrode facing the open end 3 a is provided at the feeding end side electrode portion of the loop radiation electrode 3 with a gap. Although the protruding portion 18 is formed, the protruding electrode portion 18 is not necessarily formed, and the protruding electrode portion 18 may not be provided.
[0096]
Further, the configuration of a plurality of radiation electrodes including the loop-shaped radiation electrode of FIG. 6 or 7 shown in the fourth embodiment and the configuration of a plurality of radiation electrodes including the loop-shaped radiation electrode shown in FIG. You may combine. Further, in each of the examples of FIGS. 6 to 8 shown in the fourth embodiment, the substrate 2 is provided with one radiation electrode different from the loop radiation electrode 3, but the loop radiation electrode 3 is provided. A plurality of radiation electrodes different from the above may be provided. For example, specific examples thereof are shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), respectively. In the example shown in FIG. 13A, radiation electrodes 22 and 44 different from the loop radiation electrode 3 are formed, and these radiation electrodes 22 and 44 are connected to the common power supply electrode 4 together with the loop radiation electrode 3. Has been.
[0097]
Further, in the example shown in FIG. 13B, radiation electrodes 22 and 44 different from the loop radiation electrode 3 are formed as in the example shown in FIG. 13A, but these radiation electrodes 22 and 44 are formed. Unlike the example shown in FIG. 13A, the power supply electrode 4 is not connected in communication, and the sub power supply wiring patterns 26 (26a, 26b) formed on the circuit board 15 are respectively connected. The power supply wiring pattern 25 of the circuit board 15 is connected in communication. Of course, three or more radiation electrodes different from the loop radiation electrode 3 may be formed. Moreover, the code | symbol 45 of FIG.13 (b) has shown the chip coil part for a matching.
[0098]
Further, in each of the above embodiments, only one loop-shaped radiation electrode 3 is provided. However, as shown in FIG. 14, a main loop-shaped radiation electrode 3 and a sub-loop-shaped radiation electrode 3 ′ are provided. It is good also as a structure which provides at least one. In this way, when the main loop radiation electrode 3 and the sub loop radiation electrode 3 ′ are provided, the feeding end portions of the loop radiation electrodes 3 and 3 ′ are connected to the feeding electrode 4 in common. A power supply wiring pattern 25 and a sub power supply wiring pattern 26 as shown in FIG. 8 are formed on the circuit board 15, and the main loop radiation electrode 3 is used for power supply via the power supply electrode 4. The sub-loop radiation electrode 3 ′ may be connected to the wiring pattern 25, and the sub-feeding radiation pattern 3 may be connected to the power-feeding wiring pattern 25 via the sub-feeding wiring pattern 26.
[0099]
In this way, by arranging a plurality of loop-shaped radiation electrodes, it is possible to use both the fundamental mode and the higher-order mode of each loop-shaped radiation electrode, and transmit or receive radio waves in a larger frequency band. Is possible.
[0100]
Furthermore, in the second embodiment, the meander electrode portion 20 is interposed in the current distribution large side region A of the loop radiation electrode 3. For example, as an application example, the current of the loop radiation electrode 3 is provided. An inductor electrode portion having a configuration in which a part of the large distribution area A is locally narrowed to provide inductance to the large current distribution area A may be provided.
[0101]
Furthermore, in the fifth embodiment, the ground electrodes 30 are disposed at three places, but the number of ground electrodes 30 is not limited to the number.
[0102]
Further, in the sixth embodiment, the chip coil component is used to provide inductance to the power supply wiring pattern 25. For example, instead of the chip coil component, a meander pattern (inductor) is used. Part) may be used to provide inductance to the power supply wiring pattern 25. Moreover, it is good also as a structure which gives an inductance to the wiring pattern 25 for electric power feeding by combining a chip coil component and a meander pattern.
[0103]
Further, in the sixth embodiment, an inductor portion for providing inductance is provided in the power supply wiring pattern 25. For example, when the sub power supply wiring pattern 26 is formed, the sub power supply wiring pattern 26 is formed. The pattern 26 may be provided with an inductor portion similar to the above.
[0104]
【The invention's effect】
According to this invention, since the antenna is configured to be mounted on the non-ground region of the mounting substrate, the radiation electrode of the antenna is disposed away from the ground of the mounting substrate. Therefore, it is possible to increase the frequency band without increasing the size of the substrate, and it is easy to improve both the frequency band and the antenna size.
[0105]
In addition, in the present invention, the radiation electrode is a loop-shaped radiation electrode whose open end is opposed to the power supply end side electrode part with a space therebetween, so that the gap between the open end and the power supply end side electrode part is Capacitance is generated in the capacitor, and by changing the capacitance, the interval between the resonance frequency of the fundamental mode and the resonance frequency of the higher-order mode can be easily achieved without greatly changing the resonance frequency of the fundamental mode of the loop radiation electrode. Can be variably controlled. That is, it is possible to perform variable control of the resonance frequency of the higher-order mode almost independently of the fundamental mode. This makes it easy to design each resonance frequency of the fundamental mode and the higher-order mode to be the required frequency, so the resonance mode of both the fundamental mode and the higher-order mode of the loop radiation electrode is used. Radio waves can be transmitted or received.
[0106]
As a result, it is possible to cope with the multiband by providing only one loop-shaped radiation electrode. Combined with the above effects, all of the widening of the frequency band, the miniaturization of the antenna, and the multiband are achieved. A surface mount antenna structure capable of satisfying the requirements can be provided.
[0107]
In addition, in the communication device provided with the surface mount antenna structure having a configuration unique to the present invention, it is possible to provide a communication device having a wide frequency band and a small size and having a plurality of frequency bands.
[0108]
In the case where a meander electrode portion for providing inductance is provided in the current distribution large side region of the loop radiation electrode, inductance is provided to the current distribution large side region of the loop radiation electrode by the meander electrode portion. Therefore, the electrical length of the current distribution large side region becomes long, and thereby the resonance frequency of the loop-shaped radiation electrode can be lowered without enlarging the base of the antenna. For this reason, the antenna can be further reduced in size.
[0109]
In the invention in which the loop-shaped radiation electrode is formed with a loop path that returns from the top surface of the base to the top surface through the side surface, the mounting bottom surface, and the side surface in order, the object that can be regarded as the ground is, for example The loop-shaped radiation electrode can stably perform the antenna operation without being adversely affected by the movement of the object even if the object moves relative to the antenna in a direction perpendicular to the antenna. From this, it is possible to substantially suppress changes in antenna characteristics caused by the movement of the object. Thereby, the reliability of antenna characteristics can be improved.
[0110]
A plurality of radiation electrodes including a loop radiation electrode are provided with their respective feeding end portions connected to a common feeding electrode, and a power supply wiring pattern and a sub-feeding wiring pattern are formed on the mounting substrate. If the antenna base has a radiation electrode connected to the power supply wiring pattern and a radiation electrode connected to the sub power supply wiring pattern, a loop radiation electrode is provided. Since multiple radiation electrodes are formed, it is possible to transmit or receive radio waves in a larger frequency band, and it is possible to support three or more applications by providing only one chip-shaped antenna. Thus, multibanding can be further promoted.
[0111]
A ground electrode is provided, and the ground electrode has a configuration capable of giving a capacitance between the high-order mode electric field strongest side region of the loop radiation electrode and the ground. It is possible to variably control the resonance frequency of the higher-order mode without changing the resonance frequency of the fundamental mode by changing the capacitance between the electric field strongest side region of the higher-order mode and the ground in the loop radiation electrode. It is. Therefore, the variable control of the capacitance between the electric field strongest region of the higher-order mode and the ground in the loop radiation electrode, and the capacitance between the open end of the loop radiation electrode and the feeding end side electrode portion as described above. By using both of these variable controls, the variable control of the higher-order mode resonance frequency becomes easier, and each resonance frequency of the fundamental mode and higher-order mode can be set to the required frequency with high accuracy. It becomes possible. Thereby, the reliability of an antenna characteristic can be improved more.
[0112]
In the case where an electrode dedicated for soldering is formed on the base, the antenna base can be firmly fixed to the mounting substrate, and the durability can be improved in reliability.
[0113]
If the power supply wiring pattern on the mounting board is provided with an inductor portion that provides inductance, the base should be enlarged to increase the path length of the radiation electrode connected to the power supply wiring pattern. Instead, by giving inductance to the power supply wiring pattern, the resonance frequency of the fundamental mode of the radiation electrode connected to the power supply wiring pattern can be lowered. For this reason, the antenna can be further downsized.
[0114]
In the case where a plurality of radiation electrodes including a loop-shaped radiation electrode have a configuration in which the formation surface of the base is different from each other, the base is enlarged to widen the space between the radiation electrodes. Since the mutual interference between the radiation electrodes can be suppressed, the antenna can be downsized.
[0115]
In the communication device in which the antenna is arranged in the corner region of the circuit board of the communication device so as to satisfy the condition in which the current flowing through the radiation electrode and the current flowing through the ground region of the circuit board are intensified, Since the current flowing through the antenna is large and is related to the directivity of the antenna, the antenna can have a strong directivity. For this reason, for example, it is possible to suppress a change in antenna characteristics when an object that can be regarded as a ground moves relatively far and away with respect to the antenna, and it is possible to improve the reliability of the antenna characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a model diagram schematically showing a surface mount antenna structure characteristic in the first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an antenna mounting example characteristic in the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a change in frequency characteristics of a loop radiation electrode due to a change in capacitance between an open end of the loop radiation electrode and a feeding end portion side electrode portion;
FIG. 4 is a model diagram schematically showing extracted characteristic antennas in the second embodiment.
FIG. 5 is a model diagram schematically showing a surface mount antenna structure characteristic in the third embodiment.
FIG. 6 is a model diagram schematically showing an example of a characteristic antenna configuration in the fourth embodiment.
FIG. 7 is a model diagram schematically showing another configuration example of the characteristic antenna in the fourth embodiment.
FIG. 8 is a model diagram schematically showing another configuration example of the characteristic antenna in the fourth embodiment.
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a surface mount antenna structure characteristic in the fifth embodiment.
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a surface mount antenna structure characteristic in the sixth embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining another embodiment of the substrate and another embodiment of the loop-shaped radiation electrode.
FIG. 12 is a model diagram showing another example of a loop-shaped radiation electrode.
FIG. 13 is a model diagram showing a form example when a plurality of radiation electrodes different from the loop radiation electrode are provided.
FIG. 14 is a model diagram showing a form example when a plurality of loop-shaped radiation electrodes are provided.
FIG. 15 is an explanatory view showing a conventional example of a surface mount antenna.
FIG. 16 is an explanatory view showing a conventional example of a surface mount antenna.
[Explanation of symbols]
1 Antenna
2 Base
3 Loop-shaped radiation electrode
4 Feeding electrodes
15 Circuit board
16 Non-ground area
17 Ground electrode
20 meandering electrode
22, 44 Radiation electrode
25 Power supply wiring pattern
26 Wiring pattern for sub power supply
30 Ground electrode
31 Fixing electrode
34, 35 Chip coil parts

Claims (11)

実装基板のグランド電極が形成されている基板面の角部に、グランド電極が形成されていない非グランド領域を形成し、該非グランド領域にアンテナを構成する直方体状の基体が実装され、該基体に放射電極と、該放射電極の一端側に信号を供給する給電電極とが形成されてアンテナが構成されており、給電電極から供給される信号に応じて上記放射電極の基本モードのアンテナ動作と該基本モードのアンテナ動作の共振周波数よりも共振周波数が高い高次モードのアンテナ動作が可能と成し、互いに異なる複数の周波数帯域を持つ表面実装型アンテナ構造であって、上記基体は、隣り合う長手方向側面と短手方向側面とを上記実装基板の外側を向く外向きの側面とし、該外向きの長手方向側面に対向する側面はグランド電極に面する内向きの長手方向側面とする姿勢で上記非グランド領域に実装されており、上記基体の側面には当該基体の底部側から上面に向けて給電電極が伸長形成され、その給電電極の伸長先端に連接されて基体の上面側には当該基体の上面の外向きの短手方向側面の辺から外向きの長手方向側面の辺を順に経由して四辺に沿って進行し、その進行先端を開放端とするループ状放射電極が形成され、当該ループ状放射電極の開放端は該ループ状放射電極の上記給電電極との連接側である給電端部側電極部位に、高次モードの共振周波数を制御するための容量を形成する間隔を介して対向配置されていることを特徴とした表面実装型アンテナ構造。 The corner portion of the substrate surface on which a ground electrode of the mounting substrate is formed, to form a non-ground region where the ground electrode is not formed, rectangular shaped base constituting the antenna non-ground region is mounted, to the base body a radiation electrode, is one end feed supplying a signal to the side electrode of the radiation electrode is formed and the antenna is consists, antenna operation in the fundamental mode of the radiation electrode in accordance with a signal supplied from the power supply electrode and forms possible antenna operation high-order mode resonance frequency than the resonance frequency of antenna operation in the basic mode, a surface mount antenna structure having a plurality of different frequency bands from each other, the substrate is next The matching long side surface and short side surface are the outward side surfaces facing the outside of the mounting board, and the side surface facing the outward long side surface faces the ground electrode. It is mounted on the non-ground region in a posture to be a longitudinal side surface, and a power supply electrode is formed on the side surface of the base body from the bottom side to the top surface of the base body, and is connected to the extended tip of the power supply electrode. On the upper surface side of the substrate, a loop that proceeds along the four sides of the upper surface of the substrate in the order from the outward short side surface side to the outward long side surface side, and whose leading end is the open end A radiation electrode is formed, and the open end of the loop radiation electrode is connected to the feeding end side electrode portion that is connected to the feeding electrode of the loop radiation electrode for controlling the resonance frequency of the higher-order mode. A surface-mounted antenna structure characterized by being disposed to face each other with an interval forming a capacitor. 実装基板のグランド電極が形成されている基板面の角部に、グランド電極が形成されていない非グランド領域を形成し、該非グランド領域にアンテナを構成する直方体状の基体が実装され、該基体に放射電極と、該放射電極の一端側に信号を供給する給電電極とが形成されてアンテナが構成されており、給電電極から供給される信号に応じて上記放射電極の基本モードのアンテナ動作と該基本モードのアンテナ動作の共振周波数よりも共振周波数が高い高次モードのアンテナ動作が可能と成し、互いに異なる複数の周波数帯域を持つ表面実装型アンテナ構造であって、上記基体は、隣り合う長手方向側面と短手方向側面とを上記実装基板の外側を向く外向きの側面とし、該外向きの長手方向側面に対向する側面はグランド電極に面する内向きの長手方向側面とする姿勢で上記非グランド領域に実装されており、上記基体の側面には当該基体の底部側から上面に向けて給電電極が伸長形成され、その給電電極の伸長先端に連接されて基体の上面側には当該基体の上面の外端側の辺に沿って上記外向きの長手方向側面部位まで伸長し、さらに、該外向きの長手方向側面の四辺に沿って基体を周回する方向に進行し、その進行先端を開放端とするループ状放射電極が形成され、当該ループ状放射電極の開放端は該ループ状放射電極の上記周回方向への進行開始側電極部位に、高次モードの共振周波数を制御するための容量を形成する間隔を介して対向配置されていることを特徴とした表面実装型アンテナ構造。A non-ground region in which no ground electrode is formed is formed at a corner of the substrate surface on which the ground electrode of the mounting substrate is formed, and a rectangular parallelepiped base constituting the antenna is mounted on the non-ground region. A radiation electrode and a feeding electrode for supplying a signal to one end of the radiation electrode are formed to form an antenna. The antenna operation in the basic mode of the radiation electrode and the antenna operation according to the signal supplied from the feeding electrode A surface mount antenna structure having a plurality of frequency bands different from each other and capable of operating in a higher-order mode having a resonance frequency higher than the resonance frequency of the antenna operation in the fundamental mode, wherein the base has an adjacent longitudinal length The lateral side surface and the lateral side surface are the outward side surfaces facing the outside of the mounting board, and the side surface facing the outward long side surface is the inward direction facing the ground electrode. It is mounted on the non-ground region in a posture to be a longitudinal side surface, and a power supply electrode is formed on the side surface of the base body from the bottom side to the top surface, and is connected to the extended tip of the power supply electrode. A direction extending on the upper surface side of the base body along the outer edge side of the upper surface of the base body to the outward longitudinal side surface portion, and further rotating around the base body along the four sides of the outward longitudinal side surface. A loop-shaped radiation electrode having an open end at the leading end of the loop-shaped radiation electrode is formed. A surface-mounted antenna structure characterized by being disposed to face each other with an interval forming a capacitor for controlling the resonance frequency of the antenna. ループ状放射電極にはその電流分布大側領域にインダクタンスを付与するミアンダ電極部が介設されていることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の表面実装型アンテナ構造。 3. The surface mount antenna structure according to claim 1 , wherein said loop radiation electrode is provided with a meander electrode portion for imparting inductance to a current distribution large side region. アンテナの基体には、ループ状放射電極を含む複数の放射電極がそれら各給電端部を共通の給電電極に連通接続させて設けられていることを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求項３記載の表面実装型アンテナ構造。  The antenna substrate is provided with a plurality of radiation electrodes including a loop radiation electrode, each of which is connected in communication with a common power supply electrode. Item 4. The surface mount antenna structure according to Item 3. 実装基板にはアンテナの給電電極に連通接続する給電用配線パターンが形成されると共に、共振周波数調整用のインダクタンス成分を持つサブ給電用配線パターンが上記給電用配線パターンから分岐して基体に向けて形成されており、アンテナの基体には、上記給電用配線パターンに給電電極を介して連通接続される放射電極が形成されると共に、上記サブ給電用配線パターンに連通接続される別の放射電極が形成されていることを特徴とした請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造。  On the mounting substrate, a power supply wiring pattern that is connected in communication with the power supply electrode of the antenna is formed, and a sub power supply wiring pattern having an inductance component for adjusting the resonance frequency branches from the power supply wiring pattern toward the substrate. The antenna base is formed with a radiation electrode connected to the power supply wiring pattern via the power supply electrode, and another radiation electrode connected to the sub power supply wiring pattern. The surface-mounted antenna structure according to claim 1, wherein the surface-mounted antenna structure is formed. アンテナの基体には、ループ状放射電極における高次モードの電界最強側領域とグランドとの間に容量を持たせるためのグランド電極が形成されていることを特徴とした請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造。  6. A ground electrode for providing a capacitance between a ground-side region of a higher-order mode electric field in the loop radiation electrode and the ground is formed on the base of the antenna. The surface mount antenna structure according to any one of the above. アンテナは半田により実装基板に実装される構成と成し、基体には上記半田を当該基体に接合させるための半田固定専用の電極が形成されていることを特徴とした請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造。  7. The antenna according to claim 1, wherein the antenna is configured to be mounted on a mounting substrate by soldering, and an electrode dedicated to solder fixing for bonding the solder to the substrate is formed on the substrate. The surface mount antenna structure according to any one of the above. 実装基板にはアンテナの給電電極に連通接続する給電用配線パターンが形成されており、この給電用配線パターンにインダクタンスを付与するインダクタ部が設けられていることを特徴とした請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造。  The power supply wiring pattern connected to the power supply electrode of the antenna is formed on the mounting substrate, and an inductor portion for providing inductance is provided on the power supply wiring pattern. 8. The surface mount antenna structure according to any one of 7 above. ループ状放射電極を含む複数の放射電極が基体の表面に形成される構成と成し、上記複数の放射電極はそれぞれ互いに基体の形成面を異にして設けられていることを特徴とした請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造。Form a structure where a plurality of radiation electrodes comprising loop-shaped radiation electrode is formed on the surface of the base body, and being provided with the plurality of radiation electrodes is different from the base of the forming surface each other The surface mount antenna structure according to any one of claims 1 to 8. ループ状放射電極の開放端が間隔を介して対向するループ状放射電極の電極部位には、上記開放端側へ張り出す張り出し電極部が形成されていて、上記開放端と張り出し電極部間に高次モードの共振周波数を制御するための容量が形成されることを特徴とした請求項１乃至請求項９の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造。A projecting electrode portion projecting toward the open end side is formed at the electrode portion of the loop radiation electrode facing the open end of the loop radiation electrode with a gap, and a high height is provided between the open end and the projecting electrode portion. 10. The surface mount antenna structure according to claim 1, wherein a capacitor for controlling a resonance frequency of the next mode is formed. 請求項１乃至請求項１０の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ構造を備え、該表面実装型アンテナ構造の実装基板は通信機の回路基板によって構成されており、アンテナは上記回路基板の角領域に形成された非グランド領域に実装されていることを特徴とした通信機。A surface-mounted antenna structure according to any one of claims 1 to 10 , comprising a surface-mounting antenna structure mounting board constituted by a circuit board of a communication device, wherein the antenna is formed of the circuit board. A communication device that is mounted in a non-ground region formed in a corner region.
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