JP4507385B2

JP4507385B2 - Antenna mounting structure and radio apparatus including the same

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Publication number: JP4507385B2
Application number: JP2000332913A
Authority: JP
Inventors: 恒秋山; 一也川端; 茂一伊藤; 敦之湯浅
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP2002141739A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置と、その無線装置に設けられるアンテナの実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１（ａ）には表面実装型アンテナとその実装構造の一例が模式的に示され、図１１（ｂ）には図１１（ａ）に示す表面実装型アンテナの展開図が示されている。これら図１１（ａ）、（ｂ）に示される表面実装型アンテナ１は誘電体あるいは磁性体の直方体状の基体２を有し、この基体２の上面２ａには放射電極３が形成されている。また、上記基体２の図１１に示す側面２ｂには給電電極４が上面２ａ側から実装底面２ｆ側に向けて伸長形成されると共に、その給電電極４を挟み込むように側面２ｂの側端領域にはグランド接続用電極５（５ａ），６（６ａ）がそれぞれ上面２ａ側から実装底面２ｆ側に向けて伸長形成されている。
【０００３】
さらに、基体２の側面２ｄにはグランド接続用電極５ｂが上記側面２ｂのグランド接続用電極５ａのほぼ対角となる位置に、また、グランド接続用電極６ｂが上記側面２ｂのグランド接続用電極６ａのほぼ対角となる位置にそれぞれ上面２ａ側から実装底面２ｆ側に向けて伸長形成されている。
【０００４】
上記給電電極４とグランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはそれぞれ基体２の実装底面２ｆに回り込んで形成されている。基体２の実装底面２ｆにはほぼ全面にグランド電極７が上記電極４と間隔を介して形成されている。
【０００５】
また、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記各電極４，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの上面側の端部はそれぞれ放射電極３と間隔を介して形成されており、それら各電極４，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは、それぞれ、上記放射電極３と容量を介して高周波的に導通接続する。
【０００６】
この図１１に示す例では、互いに対角関係にあるグランド接続用電極５ａ，５ｂ同士、グランド接続用電極６ａ，６ｂ同士はそれぞれ放射電極３との間の間隔が等しいが、グランド接続用電極５ａ（５ｂ）と放射電極３間の間隔と、グランド接続用電極６ａ（６ｂ）と放射電極３間の間隔とは異なっている。
【０００７】
このような表面実装型アンテナ１は、図１１（ａ）に示すように、基体２の底面２ｆを実装面として実装基板（例えば、無線装置の回路基板）８の設定の搭載領域に実装される。このような実装状態では、上記給電電極４は実装基板８に形成された配線パターン１０とスルーホール（図示せず）を介して、例えば、無線装置の回路基板に形成されている信号供給源１１に導通接続され、また、上記各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはそれぞれ実装基板８に形成されているグランドと等価な接地導体部である接地電極１２に連通接続される（接地される）。つまり、上記各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはそれぞれ上記放射電極３を高周波的にグランドに導通接続する導通経路を構成している。
【０００８】
なお、上記のように、表面実装型アンテナ１を実装基板８に実装した際に、給電電極４が上記接地電極１２に直接的に連通接続されないように、配線パターン１０および接地電極１２のパターン形状が設計されている。
【０００９】
このような実装状態で、例えば、上記信号供給源１１から給電電極４に信号が供給されると、その給電電極４から容量を介した電界結合によって信号が放射電極３に供給され、これにより、放射電極３が励振してアンテナ動作を行う。この図１１に示す例では、上記したように、グランド接続用電極５ａ（５ｂ）と放射電極３間の間隔と、グランド接続用電極６ａ（６ｂ）と放射電極３間の間隔とが異なるので、グランド接続用電極５ａ（５ｂ）と放射電極３間の容量と、グランド接続用電極６ａ（６ｂ）と放射電極３間の容量とが異なり、この容量の差違に起因して放射電極３は円偏波の電波の送信あるいは受信を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記表面実装型アンテナ１は、例えば、携帯型電話機や、ＧＰＳ（Global Positioning System）や、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System（道路交通情報通信システム））や、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection（自動料金収受システム））や、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcasting（静止衛星移動体情報通信サービスシステム））等の様々な無線通信システムの無線装置に組み込んで利用することができるものである。
【００１１】
しかしながら、上記したような各種システムは無線通信の電波の周波数帯域等が互いに異なることから、各種システムの仕様に応じて、表面実装型アンテナ１の基体２の大きさや、基体２が誘電体により構成されている場合には該基体２の誘電率や、放射電極３の大きさや、グランド接続用電極５，６の長さや太さ等を設計して、各種システム専用の表面実装型アンテナ１を作製する必要があった。上記表面実装型アンテナ１の設計には多くの時間を要するし、また、上記の如く各種システム専用の表面実装型アンテナ１を製造しなければならないために設備コストがかかり、その結果、表面実装型アンテナ１の価格が高くなってしまうという問題が生じる。
【００１２】
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、表面実装型アンテナを各種システムに共通のものとすることを可能とし、表面実装型アンテナの安価化を容易にすることができるアンテナの実装構造およびそれを備えた無線装置を提供することにある。
【００１３】
【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ための手段としている。すなわち、第１の発明のアンテナの実装構造は、基体に放射電極が形成されている表面実装型アンテナを実装基板に実装して成るアンテナの実装構造であって、上記表面実装型アンテナの基体には、上記放射電極に信号を供給する給電電極と；一端側が上記放射電極に直接的に又は容量を付与する間隔を介して間接的に電気接続され、他端側を基板側接続部としたグランド接続用電極と；が形成されており、上記実装基板には、グランドと等価な接地導体部と；上記グランド接続用電極の基板側接続部を上記接地導体部に高周波的に接続するための接続経路と；が設けられており、上記高周波的に接続するための接続経路には、上記放射電極の送受信電波の偏波形態および共振周波数を調整設定するための、インダクタンスと容量の一方あるいは両方が付与された特性調整部位が介設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。
【００１４】
第２の発明のアンテナの実装構造は、上記第１の発明の構成を備え、特性調整部位は、チップインダクタ部品とチップコンデンサ部品とインダクタパターンとコンデンサパターンのうちの何れか１つ、あるいは、それらのうちの複数の組み合わせによって、構成されていることを特徴としている。
【００１５】
第３の発明のアンテナの実装構造は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、表面実装型アンテナの基体の上面には放射電極が形成され、基体の実装底面にはほぼ全面にグランド電極が形成され、基体の側面には当該基体の上面側から実装底面側に向けて伸長形成されて下端部を基板側接続部としたグランド接続用電極が形成されており、該グランド接続用電極は間接接地タイプのグランド接続用電極と直接接地タイプのグランド接続用電極との複数の電極によって構成され、上記間接接地タイプのグランド接続用電極はその下端部の基板側接続部が実装基板の接続経路に接続されて特性調整部位を介して実装基板の接地導体部へ高周波的に接地され、上記直接接地タイプのグランド接続用電極はその基板側接続部が上記グランド電極に接続されて実装基板の接地導体部に直接的に接続接地されている構成と成していることを特徴として構成されている。
【００１６】
第４の発明のアンテナの実装構造は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、表面実装型アンテナの基体の実装底面にはほぼ全面が電極非形成領域と成していることを特徴として構成されている。
【００１７】
第５の発明のアンテナの実装構造は、上記第１又は第２又は第３又は第４の発明の構成を備え、放射電極は縮退分離した形態と成して電波を円偏波の形態としたことを特徴として構成されている。
【００１８】
第６の発明の無線装置は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明のアンテナの実装構造が設けられていることを特徴として構成されている。
【００１９】
上記構成の発明において、放射電極はグランド接続用電極と、実装基板に形成された特性調整部位を有する接続経路とを介して、実装基板の接地導体部に高周波的に接地されている。上記特性調整部位が持つインダクタンスあるいは容量の大きさを可変することによって、放射電極の電波の周波数帯域（共振周波数）等のアンテナ特性を可変することが可能である。このことから、例えば、前記携帯型電話機や、ＧＰＳや、ＥＴＣ等のシステム毎に表面実装型アンテナを設計することなく、システムに応じた設定のアンテナ特性を得ることができるインダクタンスあるいはコンデンサを持つ高周波接続部を上記実装基板に設けるだけで、表面実装型アンテナはシステムに適した電波の送信あるいは受信が可能となる。
【００２０】
つまり、表面実装型アンテナの共通化を図ることができることとなり、システム毎に表面実装型アンテナを設計しなければならないという面倒を無くすことができたり、また、設備コストを削減することができて表面実装型アンテナの低コスト化が容易となる。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１（ａ）には第１実施形態例の無線装置において特徴的なアンテナの実装構造が模式的な斜視図に示され、図１（ｂ）には図１（ａ）に示す上方側からアンテナの実装構造を見た場合の平面図が示され、図１（ｃ）には図１（ａ）に示す表面実装型アンテナが展開状態で示されている。なお、無線装置には前述したＧＰＳや、ＥＴＣや、Ｖｉｃｓや、携帯型電話機通信システム等の各種システムに応じた多種多様な構成があり、この第１実施形態例では、次に述べる特有なアンテナの実装構造以外の無線装置の構成は、上記多種多様な構成の中の何れの構成をも備えてよく、ここでは、アンテナの実装構造以外の無線装置構成の説明は省略する。また、この第１実施形態例の説明において、前記従来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。
【００２３】
この第１実施形態例に示す表面実装型アンテナ１は前記従来例に示した表面実装型アンテナ１とほぼ同様な構成を備えている。
【００２４】
この第１実施形態例において最も特徴的なことは、表面実装型アンテナ１の特性調整用の手段を実装基板８に設け、各種システムに応じて表面実装型アンテナ１を設計変更するのではなく、上記特性調整用の手段を利用して、各種システムに応じた電波の送信あるいは受信を可能にする構成としたことである。
【００２５】
すなわち、表面実装型アンテナ１を実装する実装基板（例えば、無線装置の回路基板）８には、前記従来例と同様に表面実装型アンテナ１の給電電極４に連通接続する配線パターン１０が設けられると共に、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、グランド接続用電極５ａに連通接続する配線パターン１３（１３ａ）と、グランド接続用電極６ａに連通接続する配線パターン１４（１４ａ）と、グランド接続用電極５ｂに連通接続する配線パターン１３（１３ｂ）と、グランド接続用電極６ｂに連通接続する配線パターン１４（１４ｂ）とが形成されている。
【００２６】
この第１実施形態例では、実装基板８上の接地導体部である接地電極１２は上記各配線パターン１０，１３，１４と間隔を介して設けられている。換言すれば、上記各配線パターン１０，１３，１４および接地電極１２は、表面実装型アンテナ１を実装基板８の設定の搭載領域に実装した際に、給電電極４およびグランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが直接的に接地電極１２に連通接続しないパターン形状と成している。
【００２７】
この第１実施形態例では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記各配線パターン１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂをそれぞれ上記接地電極１２に高周波的に導通接続させるための高周波接続部であるチップ部品１５が実装基板８上に設けられている。これら各チップ部品１５はチップインダクタ部品あるいはチップコンデンサ部品により構成されており、インダクタンスあるいは容量を持つものである。
【００２８】
これにより、この第１実施形態例では、図３（ａ）に示すように、表面実装型アンテナ１の放射電極３は、該放射電極３とグランド接続用電極（５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ）間の容量Ｃと、上記グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂと、実装基板８側に形成された上記チップ部品１５および配線パターンから成る高周波の接続経路と、を介して高周波的にグランド（接地電極１２）に接地される。
【００２９】
ところで、図１（ａ）、（ｃ）に示されるように、放射電極３を囲むように複数のグランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが点在配置されている場合には、上記チップ部品１５のインダクタンスあるいは容量の大きさを可変することによって、上記表面実装型アンテナ１の放射電極３の共振周波数および電波の形態（例えば、円偏波や直線偏波）を可変制御することが可能である。このことから、この第１実施形態例では、表面実装型アンテナ１の放射電極３が、例えば仕様に応じた周波数帯域および電波形態でもって電波送信あるいは受信を行うことが可能となるためのインダクタンスあるいは容量が実験やシュミレーション等によって求められ、この求めたインダクタンスあるいは容量を持つ各チップ部品１５がそれぞれ上記高周波の接続経路上の特性調整部位として上記のように実装基板８上に搭載される。
【００３０】
なお、この第１実施形態例に示した表面実装型アンテナ１では、従来例と同様に、放射電極３と各グランド接続用電極５ａ，５ｂ間の間隔（容量）と、放射電極３と各グランド接続用電極６ａ，６ｂ間の間隔（容量）とが異なるものである。この構成によって、従来では、放射電極３の電波の形態は円偏波と成していた。これに対して、この第１実施形態例では、上記各チップ部品１５のインダクタンスあるいは容量をそれぞれ適宜に設定することによって、放射電極３の電波の形態を円偏波にできるのはもちろんのこと、上記のように放射電極３と各グランド接続用電極５ａ，５ｂ間の間隔（容量）と、放射電極３と各グランド接続用電極６ａ，６ｂ間の間隔（容量）とが異なっていても、放射電極３の電波の形態を直線偏波にすることが可能である。
【００３１】
また、図２に示すように、放射電極３と、各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂとの間隔がほぼ全て等しい場合にも、この第１実施形態例の構成では、上記各チップ部品１５のインダクタンスあるいは容量をそれぞれ適宜に設定することによって、放射電極３の電波の形態を直線偏波とすることも、円偏波とすることも可能である。
【００３２】
なお、上記のように、仕様に応じた周波数帯域および電波形態を得るための各チップ部品１５のインダクタンスあるいは容量を求める手法には様々な手法があり、この第１実施形態例では、それら何れの手法をも用いてよく、その説明は省略する。
【００３３】
この第１実施形態例によれば、実装基板８上に、表面実装型アンテナ１の特性を調整するための手段、つまり、配線パターン１３，１４および特性調整部位のチップ部品１５を設けたので、例えば仕様に応じて表面実装型アンテナ１を設計変更するのではなく、仕様のアンテナ特性を満足するためのインダクタンスあるいは容量を持つ各チップ部品１５を上記実装基板８に搭載するだけで、表面実装型アンテナ１は要求される周波数帯域および電波の形態でもって電波の送信あるいは受信が可能になる。
【００３４】
これにより、例えば、仕様に応じて表面実装型アンテナ１を設計変更するという面倒を無くすことができる。また、この第１実施形態例では、上記表面実装型アンテナ１を各種システムに共通化することが可能となり、各システム専用の多種多様な表面実装型アンテナ１を用意しなくて済むことから、設備コストを削減することができて、表面実装型アンテナ１の低コスト化を図ることができる。
【００３５】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、前記第１実施形態例と同一名称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。
【００３６】
この第２実施形態例において特徴的なことは、図４（ａ）に示す表面実装型アンテナの実装構造のモデル図、および、図４（ｂ）に示す表面実装型アンテナの展開図に表されるように、各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂと放射電極３とが直接的に連通接続されていることである。それ以外の構成は前記第１実施形態例と同様である。
【００３７】
この第２実施形態例では、上記のように、各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂと、放射電極３とが直接的に連通接続されているので、図３（ｂ）に示すように、放射電極３は、各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂと各配線パターン１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂと各チップ部品１５から成る並列回路を介して、グランド（接地電極１２）に接地されている。
【００３８】
この第２実施形態例においても、上記第１実施形態例と同様に、表面実装型アンテナ１が仕様等により定められた周波数帯域および電波形態でもって電波の送信あるいは受信が可能となるための各チップ部品１５のインダクタンスあるいは容量が求められ、この求められたインダクタンスあるいは容量を持つ各チップ部品１５がそれぞれ実装基板８に搭載される。
【００３９】
この第２実施形態例によれば、上記第１実施形態例と同様に、実装基板８上に、上記表面実装型アンテナ１の特性調整用の各チップ部品１５を特性調整部位として設け、これら各チップ部品１５によって表面実装型アンテナ１の周波数帯域および電波形態の制御を可能とする構成を備えているので、放射電極３と各グランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂとが直接的に連通接続されている表面実装型アンテナ１を実装基板８に実装する構造においても、仕様に応じて表面実装型アンテナ１を設計変更することなく、仕様を満足するインダクタンスあるいは容量を持つ各チップ部品１５を実装基板８上に配設するだけで、仕様に応じた周波数帯域および電波形態による電波の送信あるいは受信を可能にすることができる。これにより、表面実装型アンテナ１を各種システムに共通のものとすることができて、表面実装型アンテナ１の低コスト化が可能になるという効果を得ることができる。
【００４０】
以下に、第３実施形態例を説明する。
【００４１】
この第３実施形態例において特徴的なことは、上記各実施形態例に示した各チップ部品１５に代えて、図５に示すように、高周波接続部としての回路パターン１６を特性調整部位として設けたことである。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。
【００４２】
この第３実施形態例では、図５に示すように、各グランド接続用電極５（５ａ，５ｂ），６（６ａ，６ｂ）に連通接続する各配線パターン１３（１３ａ，１３ｂ），１４（１４ａ，１４ｂ）にはそれぞれ高周波接続部である回路パターン１６が連通接続されている。これら各回路パターン１６はインダクタパターンあるいはコンデンサパターンにより構成されるものであり、仕様等により定められている周波数帯域および電波の形態でもって表面実装型アンテナ１が電波の送受信が可能となるためのインダクタンスあるいは容量を持つように形成されている。
【００４３】
なお、上記回路パターン１６を構成するインダクタパターンあるいはコンデンサパターンには様々なパターン形状があり、ここでは、上記仕様等に応じて何れのパターン形状を採り得るものであり、そのパターン形状の説明は省略する。
【００４４】
この第３実施形態例によれば、前記各実施形態例と同様の構成を奏することができる上に、高周波接続部（特性調整部位）として、インダクタパターンあるいはコンデンサパターンの回路パターン１６を形成したので、例えば、成膜形成技術によって、各配線パターン１３，１４と同時に、上記高周波接続部（回路パターン１６）を形成することができることとなり、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４５】
以下に、第４実施形態例を説明する。なお、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。
【００４６】
図６にはこの第４実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナが展開状態により示されている。図６に示すように、この第４実施形態例では、放射電極３は縮退分離した形態と成し、円偏波の電波の送受信が可能な構成と成している。
【００４７】
また、各グランド接続用電極５ａ，６ａは、それぞれ、前記各実施形態例と同様に、基体２の底面２ｆのグランド電極７と連通接続されておらず、実装基板８上に形成された配線パターン１３，１４と高周波接続部（チップ部品１５あるいは回路パターン１６）を介して接地電極１２に高周波的に導通接続される。つまり、この第４実施形態例では、上記各グランド接続用電極５ａ，６ａは、間接接地タイプのグランド接続用電極と成している。
【００４８】
これに対して、この第４実施形態例では、各グランド接続用電極５ｂ，６ｂは、それぞれ、基体２の底面のグランド電極７に連通接続する構成と成し、直接的に、実装基板８の接地電極１２に導通接続する構成となっている。つまり、この第４実施形態例では、上記各グランド接続用電極５ｂ，６ｂは、それぞれ、直接接地タイプのグランド接続用電極と成している。なお、このように、各グランド接続用電極５ｂ，６ｂは、直接的に接地電極１２に導通接続する構成であることから、前記各実施形態例に示したような各グランド接続用電極５ｂ，６ｂに連通接続する配線パターン１３ｂ，１４ｂおよび高周波接続部（チップ部品１５あるいは回路パターン１６）は省略されることとなる。
【００４９】
この第４実施形態例によれば、間接接地タイプのグランド接続用電極５ａ，６ａは、前記各実施形態例と同様に、実装基板８上の配線パターン１３，１４と高周波接続部（チップ部品１５あるいは回路パターン１６）を介して高周波的に導通接続されている構成としたので、前記各実施形態例と同様に、それら高周波接続部１５（１６）のインダクタンスあるいは容量の大きさを適宜設定することによって、表面実装型アンテナ１は仕様に応じた周波数帯域でもって電波の送信あるいは受信が可能となることから、前記各実施形態例と同様に、表面実装型アンテナ１の共通化を図ることが可能となり、表面実装型アンテナ１の低コスト化が容易となる。
【００５０】
また、この第４実施形態例では、直接接地タイプのグランド接続用電極５ｂ，６ｂを設けたので、次に示すようなパターンずれに起因した特性劣化問題や、製品毎に特性がばらつくという特性ばらつき問題を抑制することができる。つまり、表面実装型アンテナ１の製造工程において、基体２の各面２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｆ毎に、それぞれ、成膜形成技術を利用して、放射電極３やグランド接続用電極５，６等のパターンを形成するので、例えば、図７に示すように、底面２ｆのパターンと、側面２ｄのパターンとが位置ずれしてしまい、側面２ｄのグランド接続用電極５ｂ，６ｂと、底面２ｆのグランド接続用電極５ｂ，６ｂとを設計通りに連通接続することができないというパターンずれが発生する虞がある。
【００５１】
このようなパターンずれが発生すると、電気特性が変化してアンテナ特性が劣化してしまうという問題や、上記パターンずれの度合いは一様ではないのでアンテナ特性がばらついて上記特性ばらつき問題が発生する。
【００５２】
これに対して、この第４実施形態例では、図７に示すように、４本のグランド接続用電極５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂのうちの２本を直接接地タイプとし、これら直接接地タイプのグランド接続用電極５ｂ，６ｂは底面２ｆのほぼ全面に形成されたグランド電極７に連通接続させる構成とした。例えば、上記直接接地タイプのグランド接続用電極５ｂ，６ｂが設計位置よりもずれて形成されてしまっても、それら各グランド接続用電極５ｂ，６ｂは設計通りに上記グランド電極７と確実に連通接続することができることから、上記直接接地タイプのグランド接続用電極５ｂ，６ｂと底面電極７には上記したようなパターンずれの心配がなく、４本のグランド接続用電極５，６の全てが間接接地タイプである場合に比べて、上記パターンずれに起因した問題の発生確率を低減することができることとなる。
【００５３】
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、実装基板８の接地電極１２が表面実装型アンテナ１の搭載領域の殆どに形成されている場合に、図８に示すように、基体２の底面２ｆのほぼ全面を電極非形成領域として、該底面２ｆにグランド電極７を設けない構成としたことである。それ以外の構成は前記各実施形態例と同様であり、この第５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。なお、図８に示す例では、放射電極３は方形状であったが、上記第４実施形態例と同様に、放射電極３を縮退分離した形態と成してもよいものである。
【００５４】
この第５実施形態例によれば、基体２の底面２ｆにグランド電極７を設けないので、高周波接続部（チップ部品１５あるいは回路パターン１６）のインダクタンスあるいは容量の可変制御による放射電極３の共振周波数の可変範囲を拡大することができるという効果を奏することができる。
【００５５】
それというのは、次に示すような理由による。つまり、表面実装型アンテナ１を実装基板８に半田等を利用して実装すると、必然的に、表面実装型アンテナ１の基体２の実装底面２ｆと実装基板８の表面との間に非常に微小な間隙が生じる。このため、接地電極１２が実装基板８における表面実装型アンテナ１の搭載領域の殆どに形成され、かつ、表面実装型アンテナ１の基体２の実装底面２ｆにグランド電極７が設けられている場合には、上記グランド電極７と接地電極１２の間に高周波的に大きな容量が生じる。この容量は放射電極３の共振周波数の決定に大きく関与するものである。
【００５６】
この第５実施形態例では、上記グランド電極７を省略したので、上記したようなグランド電極７と接地電極１２間の容量は発生しない。これにより、グランド電極７が設けられている場合に比べて、放射電極３の共振周波数の決定に対して高周波接続部１５（１６）のインダクタンスあるいは容量が大きく関与することとなる。このため、前記の如く、上記高周波接続部１５（１６）のインダクタンスあるいは容量の可変によって、放射電極３の共振周波数を大きく可変制御することが可能となる。
【００５７】
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、上記各実施形態例では、グランド接続用電極が４箇所に設けられている例を示したが、グランド接続用電極は数に限定されるものではない。例えば、図９（ａ）にはグランド接続用電極が１箇所のみに設けられている表面実装型アンテナ１の実装構造の一例が示され、図９（ｂ）には上記図９（ａ）に示す表面実装型アンテナ１が展開状態で示されている。これら図９（ａ）、（ｂ）では、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を図示し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５８】
上記図９（ａ）、（ｂ）に示す例では、基体２の上面２ａには放射電極３が形成され、基体２の側面２ｄには給電電極４が形成されており、この給電電極４の形成面２ｄに対向する側面２ｂには上記放射電極３に直接的に連通接続するグランド接続用電極２０が形成されている。このグランド接続用電極２０は底面２ｆに回り込んで形成されており、このグランド接続用電極２０と間隔を介して上記底面２ｆにはグランド電極７が形成されている。
【００５９】
上記したような表面実装型アンテナ１が実装する実装基板８には上記グランド接続用電極２０に連通接続する配線パターン２１が形成され、この配線パターン２１と間隔を介して接地電極１２が設けられている。上記配線パターン２１と接地電極１２に跨って高周波接続部であるチップ部品１５が配設されている。
【００６０】
上記のような構成により、放射電極３はグランド接続用電極２０と配線パターン２１とチップ部品１５を通して高周波的に接地電極１２に接地される。なお、もちろん、チップ部品１５に代えて、高周波接続部として、回路パターン１６を設けてもよい。
【００６１】
上記図９（ａ）、（ｂ）に示す形態では、上記放射電極３は直線偏波の電波の送信あるいは受信を行うものであり、上記各実施形態例と同様に、チップ部品１５のインダクタンスあるいは容量の可変制御によって、放射電極３の共振周波数を制御することができる。これにより、上記各実施形態例と同様の優れた効果、つまり、表面実装型アンテナ１の共通化を図ることができて、表面実装型アンテナ１の低コスト化を図ることが容易になるという効果を奏することができる。
【００６２】
また、図１０（ａ）、（ｂ）に示される構成としてもよい。この図１０（ａ）、（ｂ）に示される表面実装型アンテナ１およびその実装構造は上記図９（ａ）、（ｂ）に示す例とほぼ同様な構成を備えているが、異なる特徴的なことは、放射電極３とグランド接続用電極２０とが間隔を介して配設されており、放射電極３は、該放射電極３とグランド接続用電極２０間の容量と、グランド接続用電極２０と、実装基板８上の配線パターン２１と、チップ部品１５とを介して、接地電極１２に接地されることである。この図１０（ａ）、（ｂ）に示す例においても、上記図９（ａ）、（ｂ）に示す例と同様に、放射電極３は直線偏波の電波の送信あるいは受信を行うものであり、上記図９（ａ）、（ｂ）に示す例と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
さらに、上記各実施形態例では、高周波接続部（特性調整部位）として、チップ部品１５と回路パターン１６の何れか一方が設けられる構成であったが、チップインダクタ部品とチップコンデンサ部品とインダクタパターンとコンデンサパターンのうちの複数の組み合わせによって、高周波接続部を構成してもよい。
【００６４】
さらに、上記各実施形態例では、基体２は直方体状と成していたが、基体２の形態は直方体状に限定されるものではなく、基体２は、直方体状以外の例えば円柱形状等の形態と成してもよい。さらに、図１、図２、図４、図８、図９、図１０では、放射電極３は方形状に図示されていたが、これら各図示の放射電極３は仕様によってはミアンダ状等の方形状以外の形態と成してもよい。
【００６５】
さらに、上記各実施形態例では、放射電極３と給電電極４は間隔を介して配置されており、表面実装型アンテナ１は容量給電タイプのアンテナであったが、例えば、表面実装型アンテナ１は直接給電タイプのアンテナと成してもよい。
【００６６】
さらに、この第４実施形態例では、縮退分離の形態として、図７に示す形態を例にしたが、縮退分離の形態は図７に示す形態に限定されるものではなく、それ以外にも多種多様な形態があり、それら何れの形態をも採用してよいものである。ここでは、それら縮退分離の形態の説明は省略する。
【００６７】
【発明の効果】
この発明のアンテナの実装構造によれば、実装基板に、表面実装型アンテナのグランド接続用電極を接地導体部に高周波的に接続する接続経路に、インダクタンスと容量の一方あるいは両方を持つ特性調整部位が設けられている構成を備えたので、上記特性調整部位のインダクタあるいは容量を可変することで、表面実装型アンテナの周波数帯域や、偏波形態等の特性を可変制御することができる。
【００６８】
このことから、例えば、仕様に応じて表面実装型アンテナを設計変更することなく、仕様により定められているアンテナ特性条件を満たすインダクタンスあるいは容量を持つ特性調整部位を実装基板に設けるだけで、仕様に合った電波の送信あるいは受信を可能にすることができる。これにより、表面実装型アンテナの共通化が図れ、これに起因して表面実装型アンテナの低コスト化が容易となる。
【００６９】
このような表面実装型アンテナの実装構造を備えた無線装置にあっては、上記表面実装型アンテナの低コスト化に伴ってコスト低下を図ることができる。
【００７０】
特性調整部位は、チップインダクタ部品とチップコンデンサ部品とインダクタパターンとコンデンサパターンのうちの何れか１つ、あるいは、それらのうちの複数の組み合わせによって、構成されているものにあっては、簡単な構造により上記のような優れた効果を奏することができる。
【００７１】
表面実装型アンテナに、間接接地タイプのグランド接続用電極と、直接接地タイプのグランド接続用電極とが形成されているものにあっては、上記直接接地タイプのグランド接続用電極は基体の底面のほぼ全面に形成されているグランド電極に直接的に連通接続される構成であるので、表面実装型アンテナの製造手法に起因した直接接地タイプのグランド接続用電極とグランド電極とのパターンずれの心配が無く、これにより、上記したようなパターンずれに起因した特性劣化や、特性ばらつきを抑制することができる。
【００７２】
表面実装型アンテナの基体の実装底面はほぼ全面が電極非形成領域と成しているものにあっては、基体の実装底面の電極と実装基板の接地導体部との間に大きな高周波的な容量が発生しないので、つまり、放射電極の共振周波数の決定に大きく関与する上記容量が発生しないので、特性調整部位のインダクタンスあるいは容量の可変制御による放射電極の共振周波数の可変制御範囲を拡大することができる。
【００７３】
放射電極は縮退分離した形態と成して電波を円偏波の形態としたものにあっても、上記同様に、特性調整部位のインダクタンスあるいは容量を可変することによって、要求される周波数帯域の電波の送信あるいは受信が可能になる。
【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およびその実装構造を模式的に示した説明図である。
【図２】表面実装型アンテナのその他の例を示す展開図である。
【図３】放射電極から特性調整部位を介してグランドに接地するまでの導通経路を説明するための図である。
【図４】第２実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナおよびその実装構造を模式的に示した説明図である。
【図５】第３実施形態例において特徴的な特性調整部位の形態例を示す説明図である。
【図６】第４実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナを示す展開図である。
【図７】パターンずれ問題を説明するための図である。
【図８】第５実施形態例において特徴的な表面実装型アンテナを示す展開図である。
【図９】その他の実施形態例を説明するための図である。
【図１０】さらに、その他の実施形態例を説明するための図である。
【図１１】アンテナの実装構造の従来例を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
１表面実装型アンテナ
２基体
３放射電極
４給電電極
５，６，２０グランド接続用電極
７グランド電極
８実装基板
１０，１３，１４，２１配線パターン
１２接地電極
１５チップ部品
１６回路パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless device and an antenna mounting structure provided in the wireless device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11A schematically shows an example of a surface-mounted antenna and its mounting structure, and FIG. 11B shows a developed view of the surface-mounted antenna shown in FIG. 11A. . These surface-mounted antennas 1 shown in FIGS. 11A and 11B have a rectangular parallelepiped base 2 made of a dielectric material or a magnetic material, and a radiation electrode 3 is formed on the upper surface 2 a of the base 2. . Further, a power supply electrode 4 is formed on the side surface 2b of the base 2 shown in FIG. 11 so as to extend from the upper surface 2a side toward the mounting bottom surface 2f side. The ground connection electrodes 5 (5a) and 6 (6a) are formed to extend from the upper surface 2a side to the mounting bottom surface 2f side, respectively.
[0003]
Further, on the side surface 2d of the substrate 2, the ground connection electrode 5b is located at a position almost opposite to the ground connection electrode 5a on the side surface 2b, and the ground connection electrode 6b is on the ground connection electrode 6a on the side surface 2b. Are extended from the upper surface 2a side toward the mounting bottom surface 2f side.
[0004]
The power supply electrode 4 and the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a and 6b are formed so as to wrap around the mounting bottom surface 2f of the base 2 respectively. On the mounting bottom surface 2f of the substrate 2, the ground electrode 7 is almost entirely over. Power saving very 4 and It is formed through an interval.
[0005]
Further, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the end portions on the upper surface side of the electrodes 4, 5a, 5b, 6a, and 6b are formed with a gap from the radiation electrode 3, respectively. The electrodes 4, 5a, 5b, 6a, 6b are electrically connected in high frequency with the radiation electrode 3 via a capacitor.
[0006]
In the example shown in FIG. 11, the ground connection electrodes 5a and 5b and the ground connection electrodes 6a and 6b that are diagonal to each other have the same distance from the radiation electrode 3, but the ground connection electrode 5a. The distance between (5b) and the radiation electrode 3 is different from the distance between the ground connection electrode 6a (6b) and the radiation electrode 3.
[0007]
As shown in FIG. 11A, such a surface-mounted antenna 1 is mounted on a mounting region set on a mounting substrate (for example, a circuit substrate of a wireless device) 8 with the bottom surface 2f of the base 2 as a mounting surface. . In such a mounting state, the power supply electrode 4 is connected to a signal supply source 11 formed on a circuit board of a wireless device, for example, via a wiring pattern 10 formed on the mounting board 8 and a through hole (not shown). The ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, and 6b are connected to a ground electrode 12 that is a ground conductor portion equivalent to the ground formed on the mounting substrate 8 (grounded). ) That is, each of the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, and 6b constitutes a conduction path for electrically connecting the radiation electrode 3 to the ground in a high frequency manner.
[0008]
As described above, when the surface-mounted antenna 1 is mounted on the mounting substrate 8, the pattern shapes of the wiring pattern 10 and the ground electrode 12 are set so that the feeding electrode 4 is not directly connected to the ground electrode 12. Is designed.
[0009]
In such a mounted state, for example, when a signal is supplied from the signal supply source 11 to the power supply electrode 4, a signal is supplied from the power supply electrode 4 to the radiation electrode 3 by electric field coupling via a capacitor. The radiation electrode 3 is excited to perform antenna operation. In the example shown in FIG. 11, as described above, the distance between the ground connection electrode 5a (5b) and the radiation electrode 3 and the distance between the ground connection electrode 6a (6b) and the radiation electrode 3 are different. The capacitance between the ground connection electrode 5a (5b) and the radiation electrode 3 and the capacitance between the ground connection electrode 6a (6b) and the radiation electrode 3 are different. Due to the difference in capacitance, the radiation electrode 3 becomes circularly polarized. Transmit or receive radio waves.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the surface mount antenna 1 is, for example, a mobile phone, a GPS (Global Positioning System), a VICS (Vehicle Information and Communication System), an ETC (Electronic Toll Collection (automatic charge). (Acquisition system)) and DAB (Digital Audio Broadcasting (stationary satellite mobile information communication service system)).
[0011]
However, since the various systems described above have different frequency bands for radio communication radio waves, the size of the base 2 of the surface mount antenna 1 and the base 2 are made of a dielectric according to the specifications of the various systems. If so, the surface mount antenna 1 dedicated to various systems is manufactured by designing the dielectric constant of the substrate 2, the size of the radiation electrode 3, the length and thickness of the ground connection electrodes 5 and 6, and the like. There was a need to do. The surface-mounted antenna 1 requires a lot of time to design, and as described above, the surface-mounted antenna 1 dedicated to various systems must be manufactured. There arises a problem that the price of the antenna 1 is increased.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to make it possible to make a surface mount antenna common to various systems, and to facilitate the cost reduction of the surface mount antenna. It is an object to provide an antenna mounting structure and a radio apparatus including the antenna mounting structure.
[0013]
[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 antenna mounting structure according to the first aspect of the present invention is an antenna mounting structure in which a surface-mounted antenna having a radiating electrode formed on a base is mounted on a mounting substrate. Is A power supply electrode for supplying a signal to the radiation electrode; one end side is electrically connected to the radiation electrode directly or indirectly through a gap, and the other end side is used as a board side connection portion Ground connection electrode When; And the mounting board includes a ground conductor equivalent to the ground; A connection path for high-frequency connection of the substrate-side connection portion of the ground connection electrode to the ground conductor portion; Is provided In the connection path for high-frequency connection, there is provided a characteristic adjustment part to which one or both of inductance and capacitance is provided for adjusting and setting the polarization mode and resonance frequency of the transmission / reception radio wave of the radiation electrode. The above-described configuration serves as means for solving the above-described problem.
[0014]
The mounting structure of the antenna of the second invention comprises the configuration of the first invention, Characteristic adjustment part Is configured by any one of a chip inductor component, a chip capacitor component, an inductor pattern, and a capacitor pattern, or a combination thereof.
[0015]
The mounting structure of the antenna of the third invention comprises the configuration of the first or second invention, and a radiation electrode is formed on the upper surface of the substrate of the surface mount antenna, A ground electrode is formed on almost the entire mounting bottom surface of the substrate, On the side of the substrate A ground connection electrode is formed extending from the upper surface side of the substrate toward the mounting bottom surface side and having a lower end portion as a substrate side connection portion, and the ground connection electrode is Indirect grounding type ground connection electrode and direct grounding type ground connection electrode The indirect grounding type ground connection electrode is connected to the connection path of the mounting board at the lower end of the indirect grounding type electrode, and is connected to the grounding conductor part of the mounting board through the characteristic adjustment portion. Grounded at high frequency, The direct grounding type ground connection electrode The board side connection part is connected to the ground electrode and directly connected to the ground conductor part of the mounting board. It is configured as a feature.
[0016]
An antenna mounting structure according to a fourth aspect of the present invention includes the structure according to the first or second aspect of the present invention, wherein the entire mounting bottom surface of the substrate of the surface-mounted antenna is an electrode non-formation region. It is configured as.
[0017]
An antenna mounting structure according to a fifth aspect of the present invention includes the configuration of the first, second, third, or fourth aspect of the invention, wherein the radiation electrode has a degenerated and separated form, and the radio wave has a circular polarization form. It is configured as a feature.
[0018]
A radio apparatus according to a sixth aspect of the invention is characterized in that the antenna mounting structure according to any one of the first to fifth aspects of the invention is provided.
[0019]
In the invention of the above configuration, the radiation electrode is formed on the ground connection electrode and the mounting substrate. Connection path with characteristic adjustment sites And is grounded at a high frequency to the grounding conductor portion of the mounting substrate. the above Characteristic adjustment part It is possible to vary antenna characteristics such as the frequency band (resonance frequency) of the radio wave of the radiation electrode by varying the size of the inductance or capacitance of the radiation electrode. Therefore, for example, a high frequency having an inductance or a capacitor that can obtain antenna characteristics set according to the system without designing a surface-mounted antenna for each system such as the mobile phone, GPS, ETC, etc. By simply providing the connection portion on the mounting substrate, the surface mount antenna can transmit or receive radio waves suitable for the system.
[0020]
In other words, surface-mounted antennas can be used in common, eliminating the hassle of having to design surface-mounted antennas for each system, and reducing equipment costs. Cost reduction of the mounting antenna is facilitated.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1A is a schematic perspective view showing a characteristic antenna mounting structure in the radio apparatus of the first embodiment, and FIG. 1B is a top view of FIG. A plan view of the antenna mounting structure is shown, and FIG. 1 (c) shows the surface-mounted antenna shown in FIG. 1 (a) in an unfolded state. The wireless device has various configurations according to various systems such as the above-described GPS, ETC, Vics, and portable telephone communication system. In the first embodiment, the following unique antenna is described. The configuration of the wireless device other than the above mounting structure may include any of the various configurations described above, and the description of the wireless device configuration other than the antenna mounting structure is omitted here. In the description of the first embodiment, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and overlapping description of the common portions is omitted.
[0023]
The surface-mounted antenna 1 shown in the first embodiment has substantially the same configuration as the surface-mounted antenna 1 shown in the conventional example.
[0024]
The most characteristic feature of the first embodiment is that a means for adjusting the characteristics of the surface-mounted antenna 1 is provided on the mounting substrate 8, and the design of the surface-mounted antenna 1 is not changed according to various systems. By using the characteristic adjusting means, it is possible to transmit or receive radio waves according to various systems.
[0025]
That is, on the mounting substrate (for example, a circuit board of a wireless device) 8 on which the surface-mounted antenna 1 is mounted, the wiring pattern 10 that is connected in communication with the feeding electrode 4 of the surface-mounted antenna 1 is provided as in the conventional example. In addition, as shown in FIGS. 1A and 1B, a wiring pattern 13 (13a) connected to the ground connection electrode 5a and a wiring pattern 14 (14a) connected to the ground connection electrode 6a are connected. A wiring pattern 13 (13b) connected to the ground connection electrode 5b and a wiring pattern 14 (14b) connected to the ground connection electrode 6b are formed.
[0026]
In the first embodiment, a ground electrode 12 that is a ground conductor portion on the mounting substrate 8 is provided with a distance from each of the wiring patterns 10, 13, and 14. In other words, each of the wiring patterns 10, 13, 14 and the ground electrode 12 has the power supply electrode 4 and the ground connection electrodes 5 a, 5 b when the surface mount antenna 1 is mounted on the mounting region set on the mounting substrate 8. , 6a, 6b have a pattern shape that does not directly connect to the ground electrode 12.
[0027]
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, high-frequency connections for electrically connecting the wiring patterns 13a, 13b, 14a, and 14b to the ground electrode 12 at high frequencies are provided. A chip component 15 as a part is provided on the mounting substrate 8. Each of these chip components 15 is constituted by a chip inductor component or a chip capacitor component, and has an inductance or a capacitance.
[0028]
Thus, in the first embodiment, as shown in FIG. 3A, the radiation electrode 3 of the surface mount antenna 1 is connected to the radiation electrode 3 and the ground connection electrodes (5a, 5b, 6a, 6b). A capacitance C between them, and the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b, Formed on the mounting substrate 8 side Chip component 15 And a high-frequency connection path consisting of wiring patterns, Is grounded to the ground (ground electrode 12) in a high frequency manner.
[0029]
Incidentally, as shown in FIGS. 1A and 1C, when a plurality of ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, and 6b are arranged so as to surround the radiation electrode 3, the above chip is used. By varying the inductance or capacitance of the component 15, the resonance frequency of the radiation electrode 3 of the surface mount antenna 1 and the form of radio waves (for example, circular polarization, line (Polarization) can be variably controlled. Therefore, in the first embodiment, the radiation electrode 3 of the surface-mounted antenna 1 can be used to transmit or receive radio waves in a frequency band and radio wave form according to specifications, for example. The capacity is obtained by experiment, simulation, etc., and each chip component 15 having the obtained inductance or capacity is obtained. As a characteristic adjustment site on the high-frequency connection path It is mounted on the mounting board 8 as described above.
[0030]
In the surface-mounted antenna 1 shown in the first embodiment, the distance (capacitance) between the radiation electrode 3 and the ground connection electrodes 5a and 5b, the radiation electrode 3 and each ground, as in the conventional example. The distance (capacitance) between the connection electrodes 6a and 6b is different. With this configuration, conventionally, the form of the radio wave of the radiation electrode 3 is circularly polarized. On the other hand, in the first embodiment, the form of the radio wave of the radiation electrode 3 can be made circularly polarized by appropriately setting the inductance or capacitance of each chip component 15. Even if the distance (capacitance) between the radiation electrode 3 and the ground connection electrodes 5a and 5b and the distance (capacitance) between the radiation electrode 3 and the ground connection electrodes 6a and 6b are different as described above, It is possible to change the form of the radio wave of the electrode 3 to linear polarization.
[0031]
As shown in FIG. 2, even when the distance between the radiation electrode 3 and each of the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b is almost the same, the configuration of the first embodiment provides each chip. By appropriately setting the inductance or capacitance of the component 15, the radio wave form of the radiation electrode 3 can be either linearly polarized or circularly polarized.
[0032]
As described above, there are various methods for obtaining the inductance or capacity of each chip component 15 for obtaining the frequency band and radio wave form according to the specifications. In the first embodiment, any one of them is used. A technique may also be used, and the description thereof is omitted.
[0033]
According to the first embodiment, means for adjusting the characteristics of the surface-mounted antenna 1 on the mounting substrate 8, that is, the wiring patterns 13, 14 and Characteristic adjustment part Since the chip component 15 is provided, for example, the design of the surface mount antenna 1 is not changed according to the specification, but each chip component 15 having an inductance or a capacity for satisfying the antenna characteristic of the specification is attached to the mounting substrate 8. By simply mounting, the surface-mounted antenna 1 can transmit or receive radio waves with the required frequency band and radio wave form.
[0034]
Thereby, for example, the trouble of changing the design of the surface mount antenna 1 according to the specification can be eliminated. In the first embodiment, the surface-mounted antenna 1 can be shared by various systems, and it is not necessary to prepare a variety of surface-mounted antennas 1 dedicated to each system. Costs can be reduced, and the cost of the surface mount antenna 1 can be reduced.
[0035]
The second embodiment will be described below. In the description of the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same name portions as those in the first embodiment, and duplicate descriptions of common portions are omitted.
[0036]
What is characteristic in the second embodiment is shown in the model diagram of the mounting structure of the surface mount antenna shown in FIG. 4A and the development view of the surface mount antenna shown in FIG. 4B. As described above, the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b and the radiation electrode 3 are directly connected to each other. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0037]
In the second embodiment, as described above, the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b and the radiation electrode 3 are directly connected to each other as shown in FIG. The radiation electrode 3 is connected to the ground (ground electrode 12) via a parallel circuit composed of the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b, the wiring patterns 13a, 13b, 14a, 14b and the chip components 15. Grounded.
[0038]
Also in the second embodiment, each of the surface mount antennas 1 can transmit or receive a radio wave with a frequency band and a radio wave form determined by specifications and the like as in the first embodiment. The inductance or capacitance of the chip component 15 is obtained, and each chip component 15 having the obtained inductance or capacitance is mounted on the mounting substrate 8.
[0039]
According to the second embodiment, as in the first embodiment, each chip component 15 for adjusting the characteristics of the surface mount antenna 1 is provided on the mounting substrate 8. As characteristic adjustment part Since each chip component 15 has a configuration that enables control of the frequency band and radio wave form of the surface-mounted antenna 1, the radiation electrode 3 and the ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b are provided. Even in the structure in which the surface-mounted antenna 1 that is directly connected to the surface is mounted on the mounting substrate 8, each of the inductances or capacities that satisfy the specifications can be obtained without changing the design of the surface-mounted antenna 1 according to the specifications. By simply disposing the chip component 15 on the mounting substrate 8, it is possible to transmit or receive radio waves in a frequency band and radio wave form according to specifications. Thereby, the surface mount antenna 1 can be made common to various systems, and the effect that the cost of the surface mount antenna 1 can be obtained can be obtained.
[0040]
The third embodiment will be described below.
[0041]
What is characteristic in the third embodiment is that, instead of the chip components 15 shown in the embodiments, the circuit pattern 16 as a high frequency connection portion is provided as shown in FIG. As characteristic adjustment part It is provided. The rest of the configuration is the same as in each of the above-described embodiments. In the description of this third embodiment, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of common portions are omitted. To do.
[0042]
In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the wiring patterns 13 (13a, 13b), 14 (14a) connected to the ground connection electrodes 5 (5a, 5b), 6 (6a, 6b) are connected. , 14b) are connected to the circuit pattern 16, which is a high-frequency connection portion. Each of these circuit patterns 16 is composed of an inductor pattern or a capacitor pattern, and an inductance for enabling the surface-mounted antenna 1 to transmit and receive radio waves with a frequency band and radio wave form determined by specifications and the like. Alternatively, it is formed to have a capacity.
[0043]
The inductor pattern or the capacitor pattern constituting the circuit pattern 16 has various pattern shapes. Here, any pattern shape can be adopted according to the above specifications, and the description of the pattern shape is omitted. To do.
[0044]
According to the third embodiment, the same configuration as that of each of the embodiments can be obtained, and the high-frequency connection portion (Characteristic adjustment part) As described above, since the circuit pattern 16 of the inductor pattern or the capacitor pattern is formed, for example, the high-frequency connection portion (circuit pattern 16) can be formed simultaneously with the wiring patterns 13 and 14 by a film formation technique. The manufacturing process can be simplified.
[0045]
The fourth embodiment will be described below. In the description of the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the duplicate description of the common portions is omitted.
[0046]
FIG. 6 shows a surface mount antenna characteristic of the fourth embodiment in a developed state. As shown in FIG. 6, in the fourth embodiment, the radiation electrode 3 is configured to be degenerately separated and configured to be able to transmit and receive circularly polarized radio waves.
[0047]
The ground connection electrodes 5a and 6a are not connected to the ground electrode 7 on the bottom surface 2f of the base 2 in the same manner as in the above embodiments, and are formed on the mounting substrate 8. The ground electrode 12 is electrically connected to the ground electrode 12 through the high frequency connection portions 13 and 14 (chip component 15 or circuit pattern 16). That is, in the fourth embodiment, each of the ground connection electrodes 5a and 6a is an indirect grounding type ground connection electrode.
[0048]
On the other hand, in the fourth embodiment, each of the ground connection electrodes 5b and 6b is configured to be connected to the ground electrode 7 on the bottom surface of the base 2 and directly connected to the mounting substrate 8. It is configured to be conductively connected to the ground electrode 12. That is, in the fourth embodiment, each of the ground connection electrodes 5b and 6b is a direct grounding type ground connection electrode. Since each of the ground connection electrodes 5b and 6b is directly connected to the ground electrode 12 in this way, each of the ground connection electrodes 5b and 6b as shown in the above embodiments is used. The wiring patterns 13b and 14b and the high-frequency connection portion (chip component 15 or circuit pattern 16) that are in communication with each other are omitted.
[0049]
According to the fourth embodiment, the indirect grounding type ground connection electrodes 5a and 6a are connected to the wiring patterns 13 and 14 on the mounting substrate 8 and the high-frequency connection portion (chip component 15) as in the above embodiments. Alternatively, since the high-frequency conductive connection is made via the circuit pattern 16), the inductance or the capacity of the high-frequency connection portion 15 (16) is appropriately set as in the above embodiments. Thus, since the surface-mounted antenna 1 can transmit or receive radio waves in a frequency band according to the specifications, the surface-mounted antenna 1 can be shared as in the above embodiments. Thus, cost reduction of the surface mount antenna 1 is facilitated.
[0050]
Further, in the fourth embodiment, since the direct grounding type ground connection electrodes 5b and 6b are provided, there is a characteristic deterioration problem due to a pattern shift as described below, and a characteristic variation in which the characteristic varies from product to product. The problem can be suppressed. That is, in the manufacturing process of the surface-mounted antenna 1, for each of the surfaces 2a, 2b, 2d, and 2f of the base 2, the radiation electrode 3, the ground connection electrodes 5 and 6, etc. For example, as shown in FIG. 7, the pattern of the bottom surface 2f and the pattern of the side surface 2d are misaligned, and the ground connection electrodes 5b and 6b on the side surface 2d and the ground on the bottom surface 2f are formed. There is a possibility that a pattern shift that the connection electrodes 5b and 6b cannot be connected as designed can occur.
[0051]
When such a pattern shift occurs, the problem is that the electrical characteristics are changed and the antenna characteristics are deteriorated, and the degree of pattern shift is not uniform, so that the antenna characteristics vary and the above characteristic variation problem occurs.
[0052]
On the other hand, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, two of the four ground connection electrodes 5a, 5b, 6a, 6b are of the direct ground type, and these direct ground type The ground connection electrodes 5b and 6b are configured to communicate with a ground electrode 7 formed on almost the entire bottom surface 2f. For example, even if the direct grounding type ground connection electrodes 5b and 6b are formed out of the design position, the ground connection electrodes 5b and 6b are reliably connected to the ground electrode 7 as designed. Therefore, the direct grounding type ground connection electrodes 5b and 6b and the bottom electrode 7 are free from the above-described pattern shift and all of the four ground connection electrodes 5 and 6 are indirectly grounded. Compared with the case of the type, it is possible to reduce the occurrence probability of the problem due to the pattern deviation.
[0053]
The fifth embodiment will be described below. A characteristic feature of the fifth embodiment is that when the ground electrode 12 of the mounting substrate 8 is formed in most of the mounting region of the surface-mounted antenna 1, as shown in FIG. The configuration is such that almost the entire surface of 2f is an electrode non-formation region, and the ground electrode 7 is not provided on the bottom surface 2f. The rest of the configuration is the same as in each of the above-described embodiments. In the description of this fifth embodiment, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions of common portions are omitted. To do. In the example shown in FIG. 8, the radiation electrode 3 has a rectangular shape, but the radiation electrode 3 may be configured to be degenerated and separated as in the fourth embodiment.
[0054]
According to the fifth embodiment, since the ground electrode 7 is not provided on the bottom surface 2f of the base 2, the resonance frequency of the radiation electrode 3 by variable control of the inductance or capacitance of the high-frequency connection (chip component 15 or circuit pattern 16). The variable range can be expanded.
[0055]
The reason is as follows. That is, when the surface-mounted antenna 1 is mounted on the mounting substrate 8 using solder or the like, it is inevitably very small between the mounting bottom surface 2f of the base 2 of the surface-mounted antenna 1 and the surface of the mounting substrate 8. Gaps occur. Therefore, when the ground electrode 12 is formed in most of the mounting area of the surface-mounted antenna 1 on the mounting substrate 8 and the ground electrode 7 is provided on the mounting bottom surface 2f of the base 2 of the surface-mounted antenna 1. A large capacitance is generated between the ground electrode 7 and the ground electrode 12 in terms of high frequency. This capacity is greatly involved in determining the resonance frequency of the radiation electrode 3.
[0056]
In the fifth embodiment, since the ground electrode 7 is omitted, the capacitance between the ground electrode 7 and the ground electrode 12 as described above does not occur. Thereby, compared with the case where the ground electrode 7 is provided, the inductance or the capacitance of the high-frequency connection portion 15 (16) is greatly involved in the determination of the resonance frequency of the radiation electrode 3. For this reason, as described above, the resonance frequency of the radiation electrode 3 can be variably controlled by changing the inductance or capacitance of the high-frequency connection portion 15 (16).
[0057]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the ground connection electrodes are provided at four positions is shown, but the number of ground connection electrodes is not limited to the number. For example, FIG. 9A shows an example of a mounting structure of the surface-mounted antenna 1 in which the ground connection electrode is provided only at one place, and FIG. 9B shows the above-described FIG. 9A. The surface mount antenna 1 shown is shown in an unfolded state. 9 (a) and 9 (b), the same components as those in the above-described embodiments are indicated by the same reference numerals, and redundant description of common portions is omitted.
[0058]
In the example shown in FIGS. 9A and 9B, the radiation electrode 3 is formed on the upper surface 2 a of the base 2, and the power supply electrode 4 is formed on the side surface 2 d of the base 2. A ground connection electrode 20 that is directly connected to the radiation electrode 3 is formed on the side surface 2b facing the formation surface 2d. The ground connection electrode 20 is formed so as to wrap around the bottom surface 2 f, and the ground electrode 7 is formed on the bottom surface 2 f with a space from the ground connection electrode 20.
[0059]
A wiring pattern 21 connected to the ground connection electrode 20 is formed on the mounting substrate 8 on which the surface mount antenna 1 as described above is mounted, and a ground electrode 12 is provided with an interval from the wiring pattern 21. Yes. A chip component 15, which is a high-frequency connection portion, is disposed across the wiring pattern 21 and the ground electrode 12.
[0060]
With the configuration as described above, the radiation electrode 3 is grounded to the ground electrode 12 at high frequency through the ground connection electrode 20, the wiring pattern 21, and the chip component 15. Of course, instead of the chip component 15, a circuit pattern 16 may be provided as a high-frequency connection portion.
[0061]
In the form shown in FIGS. 9A and 9B, the radiation electrode 3 transmits or receives radio waves of linearly polarized waves. As in the above embodiments, the inductance of the chip component 15 or The resonant frequency of the radiation electrode 3 can be controlled by variable control of the capacitance. As a result, the same excellent effects as those of the above-described embodiments, that is, the effect that the surface-mounted antenna 1 can be shared and the cost of the surface-mounted antenna 1 can be easily reduced. Can be played.
[0062]
Moreover, it is good also as a structure shown by FIG. 10 (a), (b). The surface-mounted antenna 1 and its mounting structure shown in FIGS. 10A and 10B have substantially the same configuration as the example shown in FIGS. 9A and 9B, but are different in characteristic. In other words, the radiation electrode 3 and the ground connection electrode 20 are arranged with a space therebetween, and the radiation electrode 3 includes the capacitance between the radiation electrode 3 and the ground connection electrode 20, and the ground connection electrode 20. In other words, the ground electrode 12 is grounded via the wiring pattern 21 on the mounting substrate 8 and the chip component 15. Also in the examples shown in FIGS. 10A and 10B, the radiation electrode 3 transmits or receives linearly polarized radio waves as in the examples shown in FIGS. 9A and 9B. Yes, the same effect as the example shown in FIGS. 9A and 9B can be obtained.
[0063]
Further, in each of the above embodiments, the high-frequency connection portion (Characteristic adjustment part) As described above, either one of the chip component 15 and the circuit pattern 16 is provided, but a high-frequency connection portion is configured by a plurality of combinations of the chip inductor component, the chip capacitor component, the inductor pattern, and the capacitor pattern. Also good.
[0064]
Furthermore, in each of the above embodiments, the base body 2 has a rectangular parallelepiped shape. However, the form of the base body 2 is not limited to the rectangular parallelepiped shape, and the base body 2 has a form other than the rectangular parallelepiped shape, for example, a cylindrical shape. It may be made. Further, in FIGS. 1, 2, 4, 8, 9, and 10, the radiating electrode 3 is shown in a square shape. However, the radiating electrode 3 shown in FIG. You may form with forms other than a shape.
[0065]
Further, in each of the above embodiments, the radiation electrode 3 and the feeding electrode 4 are arranged with a space therebetween, and the surface-mounted antenna 1 is a capacitive feeding type antenna. A direct feed antenna may be used.
[0066]
Furthermore, in the fourth embodiment, the form shown in FIG. 7 is taken as an example of the form of degenerate separation, but the form of degenerate separation is not limited to the form shown in FIG. There are various forms, and any of these forms may be adopted. Here, description of the degenerate separation mode is omitted.
[0067]
【The invention's effect】
According to the antenna mounting structure of the present invention, the ground connection electrode of the surface mount antenna is mounted on the mounting substrate. Is connected to the ground conductor at high frequency , Have one or both of inductance and capacitance Characteristic adjustment part Is provided Have The above configuration Characteristic adjustment part By varying the inductor or capacitance, the frequency band of the surface mount antenna And polarization form Such characteristics can be variably controlled.
[0068]
From this, for example, without changing the design of the surface mount antenna according to the specification, it has an inductance or a capacity that satisfies the antenna characteristic defined by the specification Characteristic adjustment part Can be transmitted or received in accordance with the specifications simply by providing the mounting board. As a result, the surface-mounted antenna can be shared and the cost of the surface-mounted antenna can be easily reduced.
[0069]
In a wireless device having such a surface-mounted antenna mounting structure, the cost can be reduced as the cost of the surface-mounted antenna is reduced.
[0070]
Characteristic adjustment part Is composed of any one of a chip inductor component, a chip capacitor component, an inductor pattern, and a capacitor pattern, or a combination of them, and the above structure has a simple structure. Such excellent effects can be achieved.
[0071]
If the surface mount antenna has an indirect grounding type ground connection electrode and a direct grounding type ground connection electrode, the direct grounding type ground connection electrode is formed on the bottom surface of the substrate. Since it is configured to be directly connected to the ground electrode formed on almost the entire surface, there is a risk of pattern misalignment between the ground connection electrode and the ground electrode of the direct ground type due to the manufacturing method of the surface mount antenna. In this way, it is possible to suppress the characteristic deterioration and characteristic variation caused by the pattern deviation as described above.
[0072]
If the mounting bottom surface of the substrate of the surface mount antenna is almost entirely formed of an electrode non-formation area, a large high-frequency capacity is required between the electrode on the mounting bottom surface of the substrate and the ground conductor portion of the mounting substrate. Does not occur, that is, the above-mentioned capacitance that is largely involved in determining the resonance frequency of the radiation electrode does not occur, Characteristic adjustment part The variable control range of the resonance frequency of the radiation electrode can be expanded by the variable control of the inductance or the capacitance.
[0073]
Even if the radiation electrode is in a degenerated and separated form and the radio wave is in the form of a circularly polarized wave, Characteristic adjustment part By changing the inductance or capacity of the signal, it is possible to transmit or receive radio waves in the required frequency band.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a surface mount antenna characteristic of the first embodiment and its mounting structure.
FIG. 2 is a development view showing another example of the surface mount antenna.
[Figure 3] From the radiation electrode Characteristic adjustment part It is a figure for demonstrating the conduction | electrical_connection path | route until it earth | grounds to a ground via.
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a surface mount antenna characteristic of the second embodiment and its mounting structure.
FIG. 5 is characteristic in the third embodiment. Characteristic adjustment part It is explanatory drawing which shows the example of a form.
FIG. 6 is a development view showing a surface mount antenna characteristic in the fourth embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining a pattern shift problem.
FIG. 8 is a development view showing a surface mount antenna characteristic in the fifth embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining another embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining still another embodiment.
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a conventional example of an antenna mounting structure.
[Explanation of symbols]
1 Surface mount antenna
2 Base
3 Radiation electrode
4 Feeding electrodes
5, 6, 20 Electrode for ground connection
7 Ground electrode
8 Mounting board
10, 13, 14, 21 Wiring pattern
12 Ground electrode
15 Chip parts
16 circuit patterns

Claims

An antenna mounting structure in which a surface mount antenna having a radiation electrode formed on a substrate is mounted on a mounting substrate, wherein the substrate of the surface mount antenna has a feeding electrode for supplying a signal to the radiation electrode; A ground connection electrode having one end side directly connected to the radiation electrode directly or indirectly through a gap providing a capacitance and the other end side being a board side connection portion ; The substrate is provided with a ground conductor portion equivalent to the ground; and a connection path for connecting the substrate-side connection portion of the ground connection electrode to the ground conductor portion at a high frequency. the connection path for connecting, for adjusting setting the polarization mode and the resonance frequency of the transmitting and receiving radio waves of the radiation electrodes, the inductance and one or both are applying characteristic adjustment parts of the capacitor is interposed The mounting structure of the antenna, which was characterized by Rukoto.

2. The characteristic adjustment portion is configured by any one of a chip inductor component, a chip capacitor component, an inductor pattern, and a capacitor pattern, or a combination thereof. Antenna mounting structure.

A radiation electrode is formed on the top surface of the substrate of the surface mount antenna , a ground electrode is formed almost on the entire mounting bottom surface of the substrate, and the side surface of the substrate extends from the top surface side of the substrate toward the mounting bottom surface side. Thus, a ground connection electrode having a lower end portion as a board side connection portion is formed, and the ground connection electrode is formed by a plurality of electrodes of an indirect ground type ground connection electrode and a direct ground type ground connection electrode. The indirect grounding type ground connection electrode is connected to the connection path of the mounting substrate at the lower end portion of the substrate side connection portion, and is grounded at a high frequency to the grounding conductor portion of the mounting substrate through the characteristic adjustment portion, the grounding electrode of the direct grounding type was characterized by its board-side connecting portion is directly connected grounded to the ground conductor of the mounting substrate is connected to the ground electrode Motomeko 1 or claim 2 mounting structure of the antenna according.

3. The antenna mounting structure according to claim 1 or 2, wherein the mounting bottom surface of the substrate of the surface mount antenna is substantially the same as an electrode non-forming region.

The antenna mounting structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the radiation electrode has a degenerate and separated form, and the radio wave has a form of circular polarization.

A radio apparatus comprising the antenna mounting structure according to any one of claims 1 to 5.