JP4784636B2 - 表面実装型アンテナ及びこれを用いるアンテナ装置並びに無線通信機 - Google Patents

Description

本発明は表面実装型アンテナ及びこれを用いるアンテナ装置並びに無線通信機に関し、特に２給電２放射電極のコンボアンテナタイプの表面実装型アンテナ及びこれを用いるアンテナ装置並びに無線通信機に関する。

近年、携帯電話などの小型通信端末には、無線ＬＡＮ，ＧＰＳ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど、表面実装型アンテナを用いる複数の無線通信方式に１台で対応するものが登場している。これらの無線通信方式が用いる電波の周波数は通常互いに異なるため、１台の小型携帯端末内に複数の表面実装型アンテナを設置することになるが、そうすると小型通信端末のさらなる小型化の妨げになる。そこで、１つの表面実装型アンテナで互いに周波数の異なる複数の無線通信方式に対応するための研究が進められている。

そのような表面実装型アンテナの候補として現在研究が進められているもののひとつに、２給電２放射電極のコンボアンテナタイプのものがある。これは、１つの基体表面に、２つの放射電極を互いに重ならないように設け、それぞれ個別に給電するもので、特許文献１の図６には、その具体的な例が記載されている。
特開２００６−６７２５９号公報

しかしながら、上記コンボアンテナタイプの表面実装型アンテナでは、電磁界の干渉を避けるために２つの放射電極をある程度離して設ける必要があり、表面実装型アンテナ自体の小型化が難しいという問題がある。

そこで、本発明の目的は、小型化されたコンボアンテナタイプの表面実装型アンテナ及びこれを用いるアンテナ装置並びに無線通信機を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による表面実装型アンテナは、略直方体形状の基体と、上記基体の表面に形成され、直接給電される第１の放射電極を有する第１のアンテナ素子と、上記基体の表面に形成され、容量結合給電される第２の放射電極を有する第２のアンテナ素子とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２の放射電極に流れる電流は第１の放射電極に流れる電流に比べて位相が９０°進むことになるので、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子との間での電磁界の干渉が減少する。したがって、第１の放射電極と第２の放射電極をこれまでより近づけることができるので、小型化されたコンボアンテナタイプの表面実装型アンテナを提供可能になる。

上記表面実装型アンテナにおいて、上記第１のアンテナ素子は、当該表面実装型アンテナが設置される基板に形成される第１の給電ラインと上記第１の放射電極とを直接接続する第１の給電電極をさらに有し、上記第２のアンテナ素子は、上記基板に形成される第２の給電ラインと上記第２の放射電極とをギャップを介して接続する第２の給電電極をさらに有することとしてもよい。これによれば、第１の放射電極の直接給電並びに第２の放射電極の容量結合給電を実現できる。

また、上記表面実装型アンテナにおいて、上記基板には、上記第１の給電ラインに接続する第１のグランドパターンが形成され、上記第１のアンテナ素子は、一端が上記第１の放射電極に接触し、他端が他の導体と接触しない第１の導体をさらに有し、上記第２のアンテナ素子は、上記第２の放射電極と上記第１のグランドパターンとを接続する第２の導体をさらに有し、上記第２の給電電極は、上記基体の第１の面に形成され、上記第１の導体は、上記基体の上記第１の面と直交する第２の面に形成されることとしてもよい。これによれば、第１の導体の上記他端が第１のアンテナ素子の開放端を構成し、上記ギャップの第２の放射電極側に位置する導体端が第２のアンテナ素子の開放端を構成することになる。そして、これら各開放端が、基体の９０°の角度をなす２つの面にそれぞれ形成されることになるので、第１及び第２のアンテナ素子の特性が向上する。

また、上記表面実装型アンテナにおいて、上記第１及び上記第２の放射電極は、上記基板の一端から他端に向かって互いに平行に延設され、上記第１の給電電極及び上記第２の導体はそれぞれ、上記基体の他端寄りの部分で、上記第１の放射電極及び上記第２の放射電極と接触することとしてもよい。これによれば、基体を基板の角部近傍に設けたとき、第１及び第２のアンテナ素子の各ショートスタブ（第１の給電電極及び第２の導体）を、ともに基板の角部側に寄せることが可能になる。したがって、第１及び第２のアンテナ素子ともに基板を効率よく使うことができるようになり、アンテナ効率が向上する。

また、上記各表面実装型アンテナにおいて、上記基体は、上記第１及び第２の放射電極が設けられる表面に、他の部分より突出する凸面を有し、上記第１及び第２の放射電極は上記凸面に設けられることとしてもよい。これによれば、基体の体積を減らすことができ、アンテナ特性が向上するとともに、スクリーン印刷によって各放射電極を形成する際の位置ずれを防止できる。

本発明によるアンテナ装置は、上記各表面実装型アンテナのいずれかと上記基板とを備えることを特徴とする。

上記アンテナ装置において、上記基板は、前記表面実装型アンテナの設置領域に、グランド電位とした複数のランドパターンを有することとしてもよい。これによれば、基体上の各導体に流れる電流をグランドに強制的に誘導できるので、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子との間での電磁界の干渉がさらに減少する。

また、上記アンテナ装置において、上記基板は、うら面に設けられた第２のグランドパターンと、上記第２のグランドパターンとおもて面とを接続する複数のスルーホール導体とを有し、上記複数のランドパターンは、それぞれ上記複数のスルーホール導体のいずれかによって上記第２のグランドパターンと接続されることとしてもよい。これによれば、おもて面の配線が複雑になることを防止できる。

本発明による無線通信機は、上記各アンテナ装置のいずれかを備えることを特徴とする。

本発明によれば、小型化されたコンボアンテナタイプの表面実装型アンテナを提供可能になる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置１ａの構成を示す斜視図である。図１に示すように、アンテナ装置１ａは、表面実装型アンテナ１０と、表面実装型アンテナ１０が設置される基板２０とを備えて構成される。図２には表面実装型アンテナ１０の展開図を、図３には基板２０の構成を示す平面図をそれぞれ示している。図３（ａ）は基板２０のおもて面（表面実装型アンテナ１０が設置される面）の平面図であり、図３（ｂ）は基板２０のうら面の平面図である。なお、アンテナ装置１ａは、携帯電話などの小型の無線通信機に搭載されるものである。

図１及び図２に示すように、表面実装型アンテナ１０は、略直方体形状の誘電体からなる基体１１と、基体１１の表面上の導体により構成されるアンテナ素子１３（第１のアンテナ素子）及びアンテナ素子１４（第２のアンテナ素子）とを備える。この表面実装型アンテナ１０は、図１に示すように基板２０の角部近傍に設置される。

なお、「略直方体形状」とは、完全な直方体だけでなく一部不完全な直方体を含む意である。本実施の形態では、基体１１は上面１１Ｃに他の部分より高さｈだけ突出する凸面１２を有しており、完全な直方体形状とはなっていない。

基体１１の大きさは、目的とするアンテナ特性に応じて適宜設定すればよい。特に限定されるものではないが、横方向の長さｘ１，ｘ２（ｘ１＞ｘ２）をそれぞれ１４ｍｍ，３ｍｍとし、高さｘ３を３ｍｍとすることができる。また、基体１１の材料としては、特に限定されるものではないが、Ｂａ−Ｎｄ−Ｔｉ系材料（比誘電率８０〜１２０）、Ｎｄ−Ａｌ−Ｃａ−Ｔｉ系材料（比誘電率４３〜４６）、Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｒ−Ｔｉ（比誘電率３８〜４１）、Ｂａ−Ｔｉ系材料（比誘電率３４〜３６）、Ｂａ−Ｍｇ−Ｗ系材料（比誘電率２０〜２２）、Ｍｇ−Ｃａ−Ｔｉ系材料（比誘電率１９〜２１）、サファイヤ（比誘電率９〜１０）、アルミナセラミックス（比誘電率９〜１０）、コージライトセラミックス（比誘電率４〜６）などの誘電体材料を用いることが好適である。基体１１は、金型を用いてこれらの材料を焼成することによって作製される。

具体的に用いる誘電体材料は、後述するアンテナ素子１３，１４の使用目的である無線通信方式の使用周波数に応じて適宜選択すればよい。なお、比誘電率εｒが大きいほど大きな波長短縮効果が得られ、放射導体の長さをより短くすることができるが、比誘電率εｒが大きすぎるとアンテナ利得が減少してしまう。そこで、これらのバランスを見ながら、最適な誘電体材料を決定することが好ましい。一例を挙げると、アンテナ素子１３の使用目的をＧＰＳ受信とし、アンテナ素子１４の使用目的をＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線ＬＡＮ通信とする場合、比誘電率が５〜４０程度の誘電体材料を用いることが好ましい。このような誘電体材料としては、Ｍｇ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミックを好ましく挙げることができる。Ｍｇ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミックとしては、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＳｉＯ_２を含有するＭｇ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミックを用いることが特に好ましい。

アンテナ素子１３は、基体１１の上面１１Ｃに形成される放射電極１３Ａ（第１の放射電極）と、側面１１Ａ（長手方向に垂直な側面）から底面１１Ｅにわたって連続して形成される導体１３Ｂと、側面１１Ｂ（長手方向に平行な側面）から基体１１の底面１１Ｅにわたって連続して形成される導体１３Ｃと、側面１１Ａに形成される給電電極１３Ｄ（第１の給電電極）と、側面１１Ｂに形成される導体１３Ｅ（第１の導体）とによって構成される。また、アンテナ素子１４は、基体１１の上面１１Ｃに形成される放射電極１４Ａ（第２の放射電極）と、側面１１Ｆ（側面１１Ａに向かい合う側面）から底面１１Ｅにわたって連続して形成される導体１４Ｂと、底面１１Ｅに形成される導体１４Ｃと、側面１１Ｆに形成される給電電極１４Ｄ（第２の給電電極）と、側面１１Ｄ（側面１１Ｂに向かい合う側面）に形成される導体１４Ｅ（第２の導体）とによって構成される。なお、これらの電極及び導体はいずれもスクリーン印刷によって形成することが好適である。

放射電極１３Ａ，１４Ａは、上面１１Ｃに設けられた凸面１２上に、基体１１の長手方向の一端（側面１１Ｆ側の端部）から他端に向かって互いに平行に延設される。凸面１２は、側面１１Ｂとの境界に沿う一定幅ｗ１の凸面と、側面１１Ｄとの境界に沿う一定幅ｗ２の凸面とを含んでおり、放射電極１３Ａは、このうち一定幅ｗ１の凸面上の全面に形成される。したがって、放射電極１３Ａは、幅がｗ１に等しく、長さが基体１１の長手方向の全長に等しい矩形状の導体パターンとなっている。一方、放射電極１４Ａは一定幅ｗ２の凸面のうち、基体１１の上記一端（側面１１Ｆ側の端部）から、基体１１の長手方向の全長より短い所定距離Ｌ１（＜ｘ１）の部分のみに形成される。したがって、放射電極１３Ａは、幅がｗ２に等しく、長さがＬ１である矩形状の導体パターンとなっている。

導体１３Ｂ，１４Ｂは、底面１１Ｅの長手方向の側面１１Ａ側端部及び側面１１Ｆ側端部に、底面１１Ｅの全幅にわたってそれぞれ形成された矩形状の導体パターンであり、それぞれ側面１１Ａ及び１１Ｆの底面１１Ｅとの境界付近にも延設されている。

導体１３Ｃ，１４Ｃは、導体１４Ｂと導体１３Ｂの間にこの順で設けられる矩形状の導体パターンである。導体１３Ｃは、底面１１Ｅの全幅にわたって形成されるとともに、側面１１Ｂの底面１１Ｅとの境界付近にも延設されている。一方、導体１４Ｃは、底面１１Ｅの全幅にわたって形成されることはなく、側面１１Ｄとの境界付近に一定の幅で形成される。

導体１５は、導体１４Ｃが底面１１Ｅの全幅にわたって形成されないことで生まれた領域に形成される矩形状の導体パターンである。導体１５は基体１１表面の他の導体とは接触していない。

給電電極１３Ｄは、側面１１Ａ上に側面１１Ｂとの境界に沿って一定幅ｗ１で形成される。給電電極１３Ｄの上端は放射電極１３Ａに接触しており、下端は導体１３Ｂに接触している。給電電極１４Ｄは、側面１１Ｆ上に側面１１Ｄとの境界に沿って一定幅ｗ２で形成される。給電電極１４Ｄの上端は放射電極１４Ａに接触しているが、下端は導体１４Ｂには接触せず、導体１４Ｂとの間に所定幅のギャップ１４ｇが設けられている。給電電極１４Ｄの上下方向の長さはＬ２に設定する。また、給電電極１４Ｄは、ギャップ１４ｇに沿い、側面１１Ｂに向かって端部１４Ｄａまで長さＬ３分だけ延設されている。

導体１３Ｅは側面１１Ｂ上に設けられるが、側面１１Ｆとの境界に沿って側面１１Ｂの上下方向中央付近まで一定幅ｗ１で形成された部分１３Ｅ−１と、部分１３Ｅ−１の下端から側面１１Ｂの中央付近の端部１３Ｅａまで一定幅ｗ１で形成された長さＬ４の部分１３Ｅ−２とから構成される。部分１３Ｅ−２と導体１３Ｃとは接触しておらず、その間には所定幅のギャップ１３ｇが設けられている。導体１４Ｅは、側面１１Ｄ上を上から下に向かって設けられる矩形状の導体パターンである。導体１４Ｅの幅は、放射電極１４Ａの幅と同じｗ２となっている。導体１４Ｅの上端は放射電極１４Ａと接触し、下端は導体１４Ｃと接触している。

次に、図１及び図３に示すように、基板２０は、おもて面に、グランドパターンの設けられていないグランドクリアランス領域２１と、グランドクリアランス領域２１の周囲に設けられたグランドパターン２２（第１のグランドパターン）と、グランドクリアランス領域２１内に設けられたランドパターン２３−１〜２，２４−１〜２，２５と、ランドパターン２３−１，２にそれぞれ接続する給電ライン２６−１，２と、給電ライン２６−１，２を基板２０のうら面に誘導するスルーホール導体２７−１，２とを有し、うら面に、グランドパターン２９（第２のグランドパターン）を有している。なお、グランドクリアランス領域２１の破線で示す領域Ｘは、表面実装型アンテナ１０の設置領域である。図示していないが、基板２０には無線通信機を構成するための他の様々な電子部品も実装される。

グランドクリアランス領域２１は、基板２０の角部に沿って設けられている。そのため、グランドクリアランス領域２１の周囲２方向はグランドパターン２２に囲まれているが、他の２方向は基板２０の存在しない開放空間である。

うら面のグランドパターン２９は、領域Ｘの直下にも存在している。これにより、表面実装型アンテナ１０は所謂オングランドタイプとなっている。

ランドパターン２３−１，２はそれぞれ、表面実装型アンテナ１０の導体１３Ｂ，１４Ｂに対応する位置に設けられ、これらの導体と半田接続される。なお、ランドパターン２３−１は端部２３−１ａでグランドパターン２２と接触しており、これにより給電ライン２６−１とグランドパターン２２とが接続している。また、ランドパターン２４−１，２はそれぞれ、表面実装型アンテナ１０の導体１３Ｃ，１４Ｃに対応する位置に設けられ、これらの導体と半田接続される。また、ランドパターン２５は、表面実装型アンテナ１０の導体１５に対応する位置に設けられ、導体１５と半田接続される。

給電ライン２６−１，２はそれぞれランドパターン２３−１，２に接続しており、給電ライン２６−１，２とグランドパターン２２との間にはそれぞれインピーダンス調整用のチップリアクタ２８ａ，２８ｂが実装されている。チップリアクタ２８ａ，２８ｂの実装位置は、グランドクリアランス領域２１の外側であって、グランドクリアランス領域２１にできるだけ近い位置が好ましい。なお、給電ライン２６−１，２はスルーホール導体２７−１，２によってうら面に導入され、うら面で信号ライン（不図示）に接続されている。

ランドパターン２４−１，２とグランドパターン２２との間にはそれぞれ周波数調整用のチップリアクタ２８ｃ，２８ｄが実装されている。チップリアクタ２８ｃ，２８ｄはそれぞれ、ランドパターン２４−１，２のリード部分２４−１ａ，２ａとグランドパターン２２との間に直列に挿入されている。チップリアクタ２８ｃ，２８ｃの実装位置も、グランドクリアランス領域２１の外側であって、グランドクリアランス領域２１にできるだけ近い位置が好ましい。

なお、チップリアクタ２８ｄは、インダクタ、キャパシタ、若しくはショートである必要がある。後述するように、アンテナ素子１４では導体１４Ｃ及び導体１４Ｅをショートスタブとして機能させることになるが、これは、導体１４Ｃ及び導体１４Ｅがグランドパターン２２に接続していることによって実現されるものであるからである。

ランドパターン２５は基板２０の他のパターン等と接続しておらず、フローティング状態となっている。

表面実装型アンテナ１０と基板２０とが以上説明したような構成を有することにより、アンテナ素子１３及び１４はそれぞれ逆Ｆアンテナとして機能する。すなわち、まずアンテナ素子１３では、給電電極１３Ｄ及び導体１３Ｂが逆Ｆアンテナのショートスタブとして機能し、導体１３Ｅのギャップ１３ｇ側の端部１３Ｅａが逆Ｆアンテナの開放端として機能する。また、アンテナ素子１４では、導体１４Ｅ及び導体１４Ｃが逆Ｆアンテナのショートスタブとして機能し、導体１４Ｄのギャップ１４ｇ側の端部１４Ｄａが逆Ｆアンテナの開放端として機能する。

アンテナ素子１３，１４の共振周波数は、主として基体１１の表面に形成した導体の長さ及び幅並びに基体１１の比誘電率等によって決定される。しかし、アンテナ装置１ａでは、チップリアクタ２８ｃ，２８ｄのリアクタンスを適宜調整することにより、共振周波数の微調整も可能になっている。

ここで、相対的に基板２０の外側に位置するアンテナ素子１３は、相対的に低い周波数の無線通信方式用に用い、相対的に基板２０の内側に位置するアンテナ素子１４は、相対的に高い周波数の無線通信方式用に用いることが好ましい。一例を挙げると、例えば１．５ＧＨｚ帯の周波数を用いるＧＰＳ受信と、２．５ＧＨｚ帯の周波数を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信とに対応させる場合、アンテナ素子１３の共振周波数を１．５ＧＨｚ帯に調整し、アンテナ素子１４の共振周波数を２．５ＧＨｚ帯に調整することが好ましい。

さて、表面実装型アンテナ１０は、放射電極１３Ａ及び１４Ａの給電方法に特徴を有する。すなわち、放射電極１３Ａは直接給電され、放射電極１４Ａは容量結合給電される。ここで、直接給電とは、放射電極と基板２０上の給電ラインとが連続した一連の導体によって接続されていること（直接接続）を意味し、容量結合給電とは、放射電極と基板上の給電ラインとがギャップを介して接続されていること（容量結合接続）を意味する。

具体的には、給電ライン２６−１、ランドパターン２３−１、導体１３Ｂ、給電電極１３Ｄ、及び放射電極１３Ａが一連の連続した導体となっていることにより、放射電極１３Ａの直接給電が実現されている。また、給電ライン２６−２、ランドパターン２３−２、導体１４Ｂ、給電電極１４Ｄ、及び放射電極１４Ａが、途中にギャップ１４ｇを有する点を除き、一連の連続した導体となっていることにより、放射電極１４Ａの容量結合給電が実現されている。

以上のような給電方法を用いることにより、放射電極１４Ａに流れる電流は、放射電極１３Ａに流れる電流に比べて位相が９０°進むことになる。そのため、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉が減少する。したがって、両方の放射電極について同じ給電方法を用いる場合に比べると、放射電極１３Ａと放射電極１４Ａを近づけることができるので、小型化されたコンボアンテナタイプの表面実装型アンテナを提供可能になる。

図４は、本実施の形態による表面実装型アンテナ１０の特性（実施例１）と、表面実装型アンテナ１０からギャップ１４ｇをなくし、かつ導体１４Ｅと導体１４Ｃを切り離した例（比較例１）の特性との比較を示すグラフであり、横軸は周波数、縦軸は給電ライン２６−１から信号を入力した場合に給電ライン２６−２から出力される信号の振幅の比率（「Ｓ２１値」という。）を示している。このグラフでは、値が小さいほどアンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉が小さいことが示される。

図１０及び図１１に、比較例１によるアンテナ装置１ｃの構成を示す斜視図と、比較例１による表面実装型アンテナ１０の展開図を示しておく。これらの図に示すように、比較例１では、ギャップ１４ｇがなくなって導体１４Ｂと給電電極１４Ｄとが接触し、導体１４Ｃと導体１４Ｅの間にギャップ１４ｈが設けられてこれらが切り離されている。なお、このようにしたことにより、実施例１と比較例１とでは、アンテナ素子１４のショートスタブと開放端が互いに逆になっている。すなわち、アンテナ素子１４では、導体１４Ｅのギャップ１４ｈ側の端部１４Ｅａが逆Ｆアンテナの開放端として機能し、導体１４Ｄ及び導体１４Ｂが逆Ｆアンテナのショートスタブとして機能する。

なお、図４の特性を測定するにあたっては、最も良い特性が得られるよう、各部の長さ等を調整した。具体的には、ｘ１＝１４ｍｍ、ｘ２＝３ｍｍ、ｘ３＝３ｍｍ、ｗ１＝１ｍｍ、ｗ２＝１ｍｍ、Ｌ１＝１１．４ｍｍ、Ｌ２＝２．２ｍｍ、Ｌ３＝１．０ｍｍ、Ｌ４＝８．９ｍｍ、ｈ＝０．２ｍｍ、ギャップ１３ｇ，１４ｇ，１４ｈの各幅をそれぞれ０．４ｍｍ，０．３ｍｍ，１．０ｍｍとした。

図４に示すように、実施例１のＳ２１値は、アンテナ素子１３，１４の共振周波数帯を含む測定周波数の全範囲（１〜３ＧＨｚ）で比較例１よりも小さくなっていた。このことから、実施例１では、比較例１に比べてアンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉が小さくなっていることが理解される。

以上説明したように、表面実装型アンテナ１０及びこれを用いるアンテナ装置１ａでは、放射電極１３Ａを直接給電し、放射電極１４Ａを容量結合給電することにより、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉が従来より小さくなっている。したがって、放射電極１３Ａと放射電極１４Ａをより近づけることができるので、小型化されたコンボアンテナタイプの表面実装型アンテナを提供可能になる。

他にも、表面実装型アンテナ１０では、アンテナ素子１３及び１４の各開放端（端部１３Ｅａ及び１４Ｄａ）が、基体１１の９０°の角度をなす２つの面（側面１１Ｂ及び１１Ｆ）にそれぞれ形成されることになる。このことにより、アンテナ素子１３及び１４の各アンテナ特性が向上している。

また、表面実装型アンテナ１０では、アンテナ素子１３及び１４の各ショートスタブ（アンテナ素子１３では給電電極１３Ｄ及び導体１３Ｂ。アンテナ素子１４では導体１４Ｅ及び１４Ｃ。）を、ともに基板２０の角部側に寄せることが可能になっている。逆Ｆアンテナは、ショートスタブを介して基板に生成される影像を利用するアンテナであるが、表面実装型アンテナ１０では、アンテナ素子１３及び１４のショートスタブがともに基板２０の角部に位置することで、アンテナ素子１３及び１４ともに効率のよい影像生成が実現される。したがって、アンテナ素子１３及び１４のアンテナ効率が向上する。

また、基体１１の上面１１Ｃに、放射電極を形成するための凸面１２を設けたことで、スクリーン印刷によって各放射電極を形成する際の位置ずれを防止できる。また、放射電極間が相対的に凹んでいることから、基体１１の体積を減らすことができ、アンテナ特性が向上するとともに、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉が減少するという効果も奏される。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置１ｂの構成を示す斜視図である。図６にはアンテナ装置１ｂを構成する表面実装型アンテナ１０の展開図を、図７にはアンテナ装置１ｂを構成する基板２０の構成を示す平面図をそれぞれ示している。図７（ａ）は基板２０のおもて面の平面図であり、図７（ｂ）は基板２０のうら面の平面図である。

アンテナ装置１ｂは、アンテナ装置１ａにおいて、基体１１上の各導体に流れる電流をグランドに強制的に誘導することで、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉をより小さくしようとするものである。これを、設置領域Ｘ内に、グランド電位とした複数のランドパターンを設けることで実現する。

具体的には、まず図５及び図７に示すように、基板２０おもて面に、他のパターン等と接続しないフローティング状態のランドパターン２５を多数設ける。なお、ランドパターン２５を設置するためのスペースは、ランドパターン２３−１，２及び２４−１，２の面積を縮小することで確保する。そして、各ランドパターン２５とうら面のグランドパターン２９とをスルーホール導体３０で接続する。なお、スルーホール導体３０は各ランドパターン２５の中央付近に設けることが好ましい。

ランドパターン２５をグランド電位にするために、上記のようにスルーホール導体３０を用いることで、おもて面の配線が複雑になることを防止できるが、可能な場合にはスルーホール導体３０を用いずに、おもて面のグランドパターン２２と直接接続することとしてもよい。図７には、このようにして設けたランドパターンの例も示している。すなわち、図７の例では、グランドパターン２２の一部をグランドクリアランス領域２１内まで延伸している（延伸部分２２ａ）。このようにした場合、延伸部分２２ａがグランド電位のランドパターンのひとつとして機能する。

また、グランドパターン２２とグランドパターン２９とを、スルーホール導体３０により接続してもよい。この場合、図５及び図７に示すように、特にランドパターン２３−１とグランドパターン２２の接触部近辺にスルーホール導体３０を設けることが好適である。

図８は、アンテナ装置１ｂの表面実装型アンテナ１０付近を、基板２０側面の４方向から見た略透視図である。図８（ａ），図８（ｂ），図８（ｃ），図８（ｄ）はそれぞれ、図７（ａ）に示した方向Ａ，方向Ｂ，方向Ｃ，方向Ｄに対応している。なお、図８では、スルーホール導体３０のみを透視図で示し、その他の構成については平面図としている。図８に示すように、スルーホール導体３０は基板２０を貫き、おもて面のパターンとうら面のパターンとを電気的に接続している。

一方、表面実装型アンテナ１０の側では、図５及び図６に示すように、各ランドパターン２５に対応する位置に、基体１１表面の他の導体とは接触しない導体１５を設ける。導体１５とランドパターン２５とは半田接続する。このようにするのは、基体１１の表面電位を確実にグランド電位とするためである。ただし、製造の都合上、スルーホール導体３０の位置には導体１５を設けないほうが好ましい。

以上のように、アンテナ装置１ｂでは、グランド電位とした複数のランドパターン２５を設置領域Ｘ内に設けたことで、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉をさらに減少させることが可能になる。

図９は、本実施の形態による表面実装型アンテナ１０の特性（実施例２）と、図４にも示した第１の実施の形態による表面実装型アンテナ１０の特性（実施例１）との比較を示すグラフである。横軸及び縦軸などは図４と同様である。

なお、実施例２の特性を測定するにあたっても、最も良い特性が得られるよう、各部の長さ等を調整した。具体的には、ｘ１＝１４ｍｍ、ｘ２＝３ｍｍ、ｘ３＝３ｍｍ、ｗ１＝１．０ｍｍ、ｗ２＝０．５ｍｍ、Ｌ１＝１０．２ｍｍ、Ｌ２＝２．２ｍｍ、Ｌ３＝１．０ｍｍ、Ｌ４＝６．２ｍｍ、Ｌ５＝１２．０ｍｍ、ｈ＝０．２ｍｍ、ギャップ１３ｇ，１４ｇの各幅をそれぞれ０．５ｍｍ，０．３ｍｍとした。また、導体１４Ｄのギャップ１４ｇに沿った延設部分の太さｗ３をｗ２より太くし、１．３ｍｍとした。さらに、図６に示すように、導体１３Ｅの折れ曲がり部付近に切り欠き１３Ｅｂを設けた。また、導体１３Ｃのうち側面１１Ｂ上に形成されている部分を取り除いた。また、放射電極１３Ａの一部（側面１１Ｆから長さＬ５（＜ｘ１）＝１．０ｍｍの部分）の幅ｗ３をｗ１より細くし、０．９ｍｍとした。これは、凸面１２の一部の幅を細くすることで実現している。

図９に示すように、実施例２のＳ２１値は、アンテナ素子１３，１４の共振周波数帯を含む測定周波数の全範囲（１〜３ＧＨｚ）で実施例１よりも小さくなっていた。このことから、実施例２では、実施例１に比べてさらに、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４との間での電磁界の干渉が小さなっていることが理解される。

なお、スルーホール導体３０及びランドパターン２５の数や位置は、最も良い特性が得られるよう、実験により決定されるものである。本実施の形態で示したスルーホール導体３０及びランドパターン２５の数や位置は、現在進めている実験によれば最適と考えられるものであるが、実験結果は様々な要因によって変化し得るので、本実施の形態で示したスルーホール導体３０及びランドパターン２５の数や位置が絶対的に最適なものであるわけではない。したがって、スルーホール導体３０及びランドパターン２５の数や位置は、本実施の形態で示したもの以外にも様々な態様を取り得る。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態による表面実装型アンテナの展開図である。 本発明の第１の実施の形態による基板の構成を示す平面図である。（ａ）は基板のおもて面（表面実装型アンテナが設置される面）の平面図であり、（ｂ）は基板のうら面の平面図である。 本発明の第１の実施の形態による表面実装型アンテナ（実施例１）の特性と、比較例１による表面実装型アンテナの特性との比較を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態による表面実装型アンテナの展開図である。 本発明の第２の実施の形態による基板の構成を示す平面図である。（ａ）は基板のおもて面（表面実装型アンテナが設置される面）の平面図であり、（ｂ）は基板のうら面の平面図である。 本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の表面実装型アンテナ付近を、基板側面の４方向から見た略透視図である。 本発明の第２の実施の形態による表面実装型アンテナ（実施例２）の特性と、本発明の第１の実施の形態による表面実装型アンテナ（実施例１）の特性との比較を示すグラフである。 本発明の比較例１によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。 本発明の比較例１による表面実装型アンテナの展開図である。

符号の説明

１ａ〜１ｃ アンテナ装置
１０ 表面実装型アンテナ
１１ 基体
１２ 凸面
１３，１４ アンテナ素子
１３Ａ，１４Ａ 放射電極
１３Ｂ，１４Ｂ，１３Ｃ，１４Ｃ，１３Ｅ，１４Ｅ，１５ 導体
１３Ｄ，１４Ｄ 給電電極
１３ｇ，１４ｇ，１４ｈ ギャップ
２０ 基板
２１ グランドクリアランス領域
２２，２９ グランドパターン
２３，２４，２５ ランドパターン
２６ 給電ライン
２７，３０ スルーホール導体
２８ａ〜２８ｄ チップリアクタ

Claims (9)

1. 上面、底面、長手方向に垂直な第１の側面、前記第１の側面に向かい合う第２の側面、長手方向に平行な第３の側面、及び前記第３の側面に向かい合う第４の側面を有する略直方体形状の基体と、
   前記上面に形成される第１の放射電極と、前記第１の側面に形成される第１の給電電極と、前記第３の側面に形成される第１の導体とを有する第１の逆Ｆアンテナ素子と、
   前記上面に形成される第２の放射電極と、前記第２の側面に形成される第２の給電電極と、前記第４の側面に形成される第２の導体とを有する第２の逆Ｆアンテナ素子とを備え、
   当該表面実装型アンテナが設置される基板には、第１及び第２の給電ラインと、第１のグランドパターンとが形成され、
   前記第１の放射電極は、前記上面と前記第１の側面との境界で前記第１の給電電極と接触するとともに、前記上面と前記第３の側面との境界で前記第１の導体と接触し、
   前記第１の給電電極は、前記第１の給電ラインと直接接続されて前記第１の放射電極に直接給電を行うとともに、前記第１のグランドパターンと接続されて前記第１の逆Ｆアンテナのショートスタブを構成し、
   前記第１の導体は、前記第１の逆Ｆアンテナの開放端を構成し、
   前記第２の放射電極は、前記上面と前記第２の側面との境界で前記第２の給電電極と接触するとともに、前記上面と前記第４の側面との境界で前記第２の導体と接触し、
   前記第２の給電電極は、ギャップを介して前記第２の給電ラインと接続されて前記第２の放射電極に容量結合給電を行うとともに、前記ギャップに対向する端部が前記第２の逆Ｆアンテナの開放端を構成し、
   前記第２の導体は、前記第１のグランドパターンと接続されて前記第２の逆Ｆアンテナのショートスタブを構成し、
   前記第２の導体は、前記第４の側面のうち前記第１の側面寄りの部分に形成されることを特徴とする表面実装型アンテナ。
2. 前記第１の導体は、前記上面と前記第３の側面との前記境界のうち前記第２の側面寄りの部分で、前記第１の放射電極と接触することを特徴とする請求項１に記載の表面実装型アンテナ。
3. 前記第１及び前記第２の放射電極は、前記第１の側面から前記第２の側面に向かって互いに平行に延設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装型アンテナ。
4. 前記基体は、前記上面に他の部分より突出する凸面を有し、
   前記第１及び第２の放射電極は前記凸面に設けられることを請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表面実装型アンテナ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表面実装型アンテナと前記基板とを備えることを特徴とするアンテナ装置。
6. 前記表面実装型アンテナは、前記第２及び第４の側面が前記基板の内側を向き、前記第１及び第３の側面が前記基板の外側を向くよう、前記基板の角部に配置されることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記基板は、前記表面実装型アンテナの設置領域に、グランド電位とした複数のランドパターンを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のアンテナ装置。
8. 前記基板は、
   うら面に設けられた第２のグランドパターンと、
   前記第２のグランドパターンとおもて面とを接続する複数のスルーホール導体とを有し、
   前記複数のランドパターンは、それぞれ前記複数のスルーホール導体のいずれかによって前記第２のグランドパターンと接続されることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 請求項５乃至８のいずれか一項に記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする無線通信機。

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