JP4844388B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、表面実装型のアンテナブロックを実装したアンテナ装置に関するものである。

携帯電話等の小型無線通信機器には、小型のアンテナブロックが内蔵されている。図１２は、従来のアンテナブロックの構成の一例を示す略斜視図である。

図１２に示すように、このアンテナブロック６０は、略直方体状の誘電体からなる基体６１と、基体６１の上面６１Ａの全面に形成された上面導体部６２と、基体６１の底面６１Ｂに形成された底面導体部６３と、基体の側面６１Ｃに形成された側面導体部６４とを備えている。底面導体部６３は略コの字状であり、底面６１Ｂの第１の辺６１ａに沿って設けられた第１のパッド電極６３ａと、第１の辺６１ａに対向する第２の辺６１ｂに沿って設けられた第２のパッド電極６３ｂと、第１及び第２の辺６１ａ、６１ｂと直交する第３の辺６１ｃに沿って設けられ、第１のパッド電極６３ａと第２のパッド電極６３ｂとを接続する接続導体パターン６３ｃとを有している。

上面導体部６２は、側面導体部６４を介して第２のパッド電極６３ｂと接続されている。これにより、上面導体部６２、底面導体部６３及び側面導体部６４は、一本の放射導体を構成している。底面導体部６３のうち、第１のパッド電極６３ａの一方の端部６３ｘは給電点となり、また上面導体部６２のうち、側面導体部６４と接する側の端部と反対側の端部６２ｘは放射導体の開放端となる。このようなアンテナブロック６０は、小型無線通信機器の実装基板上の所定の実装領域に実装され、給電点６３ｘは整合回路６５を介して信号供給源６６に接続される。

図１３は、図１２のアンテナブロック６０が実装されたアンテナ装置の構成を示す略斜視図である。

図１３に示すように、アンテナ装置７０は、アンテナブロック６０と、このアンテナブロック６０が実装された実装基板７１とを備えている。実装基板７１上にはアンテナ実装領域７２が設けられており、アンテナ実装領域７２の周囲３方向はグランドパターン７３に囲まれている。アンテナブロック６０はアンテナ実装領域７２内に設けられた２つのランド７４ａ、７４ｂ上に半田付けされる。このような向きでアンテナブロック６０を設置した場合、給電点６３ｘが矢印Ｐ方向から見て左側のランド７４ａに接続されることから、左側のランド７４ａに給電ライン７５が接続されたレイアウトとなる。

また、特許文献１には、直方体状の基体の底面に形成された放射電極の給電端側部位と基体の上面に形成された開放端側部位とを非対向に配置形成したアンテナブロックが提案されている。このアンテナブロックによれば、放射電極の給電端側部位と開放端側部位との間の間隔を広げることができ、それら放射電極の給電側部位と開放端側部位との間の結合を抑制することができるため、基体の小型化を図りながら、放射電極の給電端側部位と開放端側部位との間の結合強に起因したアンテナ利得の低下（アンテナ特性の劣化）を防止することができる。
特開２００３−１２４７２６号公報

図１２及び図１３に示した従来のアンテナブロックにおいては、基体６１の底面に形成された接続導体パターン６３ｃとグランドパターン７３の周縁ライン７３ｃとの距離Ｌ_１がアンテナ特性に大きな影響を与えることが知られている。そのため、接続導体パターン６３ｃとグランドパターン７３との位置関係を高精度に制御することが重要である。しかしながら、従来のアンテナブロックにおいては、基体１１上の各導体パターンがスクリーン印刷によって形成されており、印刷精度が十分でないため、アンテナブロック６０を正しく実装したとしても接続導体パターン６３ｃとグランドパターン７３の周縁ライン７３ｃとの位置関係がずれてしまい、所望のアンテナ特性を得られない場合があった。また、アンテナ実装位置がずれた場合にはアンテナ特性がさらに低下するという問題があった。

また、この種のアンテナブロックには、実装基板上のどの位置にどのような向きで搭載したとしても特性が良好であることが要求されている。ここで、上述した従来のアンテナブロック６０は、上下面の導体パターンの形状が異なっているため、給電位置が一方のランド７４ａから反対側のランド７４ｂに変わる場合にはチップの向きを１８０度回転させる必要がある。しかしながら、この場合、基体６１の長手方向に沿った接続導体パターン６３ｃが、これと平行なグランドパターン７３の周縁ライン７３ｃに近づいてしまい、グランドパターン７３に対するアンテナ構造が変化してしまう。つまり、給電方向によってグランドパターン７３との相対位置が変化してしまい、整合回路６５の素子値や放射パターンが大幅に変わってしまうという問題がある。

したがって、本発明の目的は、アンテナ導体とグランドパターンとの位置関係を高精度に制御でき、給電位置によらず良好なアンテナ特性を得ることが可能なアンテナ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、アンテナブロックと、アンテナブロックが実装された実装基板とを備え、アンテナブロックは、略直方体状の誘電体又は磁性体からなる基体と、基体の上面に形成された上面導体部と、基体の底面に形成された第１及び第２のパッド電極と、上面導体部と少なくとも第２のパッド電極とを接続する接続導体部とを備え、実装基板は、アンテナ実装領域と、アンテナ実装領域に隣接して設けられたグランドパターンと、第１及び第２のパッド電極の位置に対応してアンテナ実装領域内に設けられた第１及び第２のランドと、アンテナブロックの実装面内に設けられ、第２のランドと給電ラインとを接続する接続導体パターンとを備えることを特徴とするアンテナ装置によって達成される。この場合において、給電ラインが第１のランドに接続されており、接続導体パターンは、第１のランドを介して、第２のランドと給電ラインとを接続することが好ましい。

本発明によれば、接続導体パターンがアンテナブロック側の導体ではなく、実装基板上の導体であることから、グランドパターンと同一工程にて同時に形成することができる。したがって、接続導体パターンとグランドパターンとの間の位置精度を十分に確保することができ、アンテナ特性の変動を大幅に低減することができる。

本発明において、第１のパッド電極は基体の底面の第１の辺に沿って設けられており、第２のパッド電極は第１の辺に対向する第２の辺に沿って設けられていることが好ましい。これによれば、アンテナブロックを１８０度回転させたとしても、ランドとパッド電極の位置を一致させることができる。

本発明において、接続導体パターンは、アンテナブロックの実装面内のうち、当該接続導体パターンと平行なグランドラインの周縁ラインから最も遠ざかる位置に設けられていることが好ましい。これによれば、接続導体パターンがグランドパターンの第３の周縁ラインから十分に引き離され、グランドパターンからできるだけ逃げたレイアウトになっているので、良好なアンテナ特性を得ることができる。

本発明において、アンテナブロックは、基体の底面に形成され、第１及び第２のパッド電極の少なくとも一方から絶縁されたダミー電極をさらに備え、ダミー電極は、接続導体パターンと対向する位置に設けられていることが好ましい。この場合において、ダミー電極の幅は、接続導体パターンの幅よりも狭いことが好ましい。これによれば、アンテナブロックの過度な浮き上がりを防止し、実装基板との間のギャップを最小限に抑えることができ、アンテナ特性を安定化させることができる。また、ダミー電極の幅が接続導体パターンの幅よりも狭く、ダミー電極が接続導体パターンからはみ出すことがないため、ダミー電極がアンテナ特性に悪影響を及ぼすことがない。

実装基板は、第１及び第２のランドの形成領域内に設けられたスルーホールをさらに備えることが好ましい。これによれば、アンテナブロックの実装時における余分な半田をスルーホール内に逃がすことができるので、アンテナブロックの過度な浮き上がりを防止し、実装基板との間のギャップを最小限に抑えることができ、アンテナ特性を安定化させることができる。

接続導体部は、上面導体部と第２のパッド電極とを接続する第１の接続導体部と、上面導体部と第１のパッド電極とを接続する第２の接続導体部を含み、実装基板は、給電ラインに接続された給電用ランドをさらに備え、接続導体パターンは、給電用ランドを介して、第２のランドと給電ラインとを接続することが好ましい。これによれば、アンテナブロックの向きを変えなくても、実装基板上の導体パターンを変更するだけで、給電位置の変更に対応することができる。

本発明においては、接続導体部がスルーホール導体であることが好ましい。スルーホール導体を用いた場合には、半田フィレットの広がりを抑え、アンテナブロックの実装面積を縮小することができる。また、スルーホールを適用することによりエッジ効果（電流が導体の端を流れる現象）を抑えることができ、アンテナ特性を向上させることが可能である。

このように、本発明のアンテナ装置は、前記上面導体部、前記接続導体部、前記第２のパッド電極、前記接続導体パターン、及び前記第１のパッド電極が放射導体としての機能を果たすことを特徴としている。

本発明の上記目的はまた、アンテナブロックの上面に形成された上面導体部と、アンテナブロックの底面に形成された第１及び第２のパッド電極と、上面導体部と少なくとも第２のパッド電極とを接続する接続導体部と、アンテナブロックの実装基板上に設けられ第２のパッド電極と給電ラインとを接続する接続導体パターンとが放射導体としての機能を果たすことを特徴とするアンテナ装置によっても達成される。

本発明の上記目的はまた、アンテナブロックの上面に形成された上面導体部と、アンテナブロックの底面に形成された第１及び第２のパッド電極と、上面導体部と第２のパッド電極とを接続する接続導体部と、アンテナブロックの実装基板上に設けられ第１のパッド電極と第２のパッド電極とを接続する接続導体パターンとが放射導体としての機能を果たすことを特徴とするアンテナ装置によっても達成される。

このように、本発明によれば、アンテナ導体の印刷精度の影響を受けることなく、アンテナ特性が良好なアンテナ装置を提供することができる。また、本発明によれば、チップの向きを変えることによってその給電位置を変更したとしても、その構造及び特性が良好なアンテナ装置を提供することができる。

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。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。また、図２は、図１に示すアンテナブロックの展開図である。

図１及び図２に示すように、このアンテナ装置１００は、アンテナブロック１０と、このアンテナブロック１０が実装された実装基板２０とを備えている。

アンテナブロック１０は、直方体状の誘電体からなる基体１１と、基体１１の上面１１Ａの略全面に形成された上面導体部１２と、基体１１の底面１１Ｂに形成された第１及び第２のパッド電極１３、１４と、上面導体部１２と第２のパッド電極１４とを接続する複数のスルーホール導体１５とを備えている。上面導体部１２の一端は開放端をなしており、他端はスルーホール導体１５を介して第２のパッド電極１４に接続されている。第１及び第２のパッド電極１３、１４は共に矩形状のパターンであり、基体１１の長手方向の両端部にそれぞれ形成されている。詳細には、第１のパッド電極１３は、基体１１の底面１１Ｂの第１の辺１１ａに接して設けられており、第２のパッド電極１４は、第１の辺１１ａに対向する第２の辺１１ｂに接して設けられている。スルーホール導体１５は、基体１１の上面１１Ａから底面１１Ｂまでを貫通しており、これにより上面導体部１２と第２のパッド電極１４との間の電気的接続が図られている。特に、アンテナブロック１０が図示のＸ−Ｘ線を対称軸として左右対称となるように、スルーホール導体１５が配置されていることが好ましい。これによれば、後述する給電位置の変更に合わせてその向きを１８０度回転させたとしても同一のアンテナ構造を得ることができるからである。

実装基板２０は、アンテナ実装領域２１と、アンテナ実装領域２１に隣接して設けられたグランドパターン２２と、アンテナ実装領域２１内に設けられた第１及び第２のランド２３、２４と、第１のランド２３と第２のランド２４とを接続する接続導体パターン２５と、第１のランド２３に接続された給電ライン２６とを備えている。

本実施形態においては、アンテナ実装領域２１の周囲３方向がグランドパターン２２に囲まれている。つまり、アンテナ実装領域２１は、グランドパターン２２の第１の周縁ライン２２ａと、第１の周縁ライン２２ａと対向する第２の周縁ライン２２ｂと、第１及び第２の周縁ライン２２ａ、２２ｂとほぼ直交する第３の周縁ライン２２ｃに囲まれている。アンテナ実装領域２１内の第１及び第２のランド２３、２４は、アンテナブロック１０の第１及び第２のパッド電極１３、１４にそれぞれ対応しており、第１のランド２３は第１の周縁ライン２２ａに近接しており、第２のランド２４は第２の周縁ライン２２ｂに近接している。アンテナブロック１０の第１及び第２のパッド電極１３、１４はこれらのランド２３、２４にそれぞれ半田付けされる。ランド２３、２４とグランドパターン２２との間には最大幅Ｗ_１のクリアランスが設けられている。このクリアランスは、所望のアンテナ特性が得られる限りにおいてできるだけ狭い方が好ましい。

第１のランド２３には給電ライン２６が接続されており、第１のランド２３と給電ライン２６の間には直列インダクタ２７ａ及び並列インダクタ２７ｂからなる整合回路２７が挿入されている。右側のランド２４はアンテナブロック１０を固定するための独立したパターンである。

接続導体パターン２５は、第１のランド２３と第２のランド２４とを電気的に接続する直線状の導体であって、アンテナブロック１０の長手方向、つまりグランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃと平行に設けられている。本実施形態の接続導体パターン２５はレジストに覆われ、表面の絶縁性が確保されているが、第１及び第２のランド２３、２４と同様に露出していてもよい。

アンテナ特性を良好にするためには、接続導体パターン２５から第３の周縁ライン２２ｃまでの距離Ｌ_１はできるだけ長い方が好ましい。ただし、誘電体によるアンテナの波長短縮効果を得るためには、接続導体パターン２５の全面がアンテナブロック１０の実装面内に収まっていることが必要とされる。したがって、接続導体パターン２５は、グランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃから最も遠ざかる第１及び第２のランド２３、２４の幅方向（基体１１の長手方向と直交する方向）の端部に設けられている。このように、接続導体パターン２５がグランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃから十分に引き離され、グランドパターンからできるだけ逃げたレイアウトになっているので、良好なアンテナ特性を得ることができる。

アンテナブロック１０を実装基板２０上に実装したとき、第１のパッド電極１３と第２のパッド電極１４とは、実装基板２０上の接続導体パターン２５によって電気的に接続される。また、上面導体部１２と第２のパッド電極１４とは、スルーホール導体１５を介して電気的に接続されている。したがって、上面導体部１２、スルーホール導体１５、第２のパッド電極１４、接続導体パターン２５及び第１のパッド電極１３は、一本の連続する放射導体を構成している。このように、放射導体が基体１１の複数の面にわたって形成されているので、基体１１自体を小型化しても所望の電気長を確保することができる。このような形状のアンテナブロックは一般に折り返しモノポールアンテナと呼ばれている。

図３は、アンテナ装置１００の変形例を示す略斜視図である。

図３に示すように、実装基板２０上のパターンレイアウトは、図１及び図２のパターンレイアウトとＹ−Ｙ線を対称軸として左右対称である。つまり、第１のランド２３はアンテナブロック１０を固定するための独立したパターンであるが、第２のランド２４は整合回路２７を介して給電ライン２６に接続されている。一方、アンテナブロック１０の向きは、上面１１Ａ及び底面１１Ｂを貫く軸を中心として１８０度回転した状態で実装される。したがって、基体１１の底面１１Ｂの第１の辺１１ａがグランドパターン２２の第２の周縁ライン２２ｂと向かい合い、第２の辺１１ｂがグランドパターン２２の第１の周縁ライン２２ａと向かい合った状態となる。そしてアンテナブロック１０の第１のパッド電極１３は第２のランド２４に接続され、第２のパッド電極１４は第１のランド２３に接続される。

この変形例においても、アンテナブロック１０を実装基板２０上に実装したとき、第１のパッド電極１３と第２のパッド電極１４とが実装基板２０上の接続導体パターン２５によって電気的に接続される。また、上面導体部１２と第２のパッド電極１４とは、スルーホール導体１５を介して電気的に接続されている。したがって、上面導体部１２、スルーホール導体１５、第２のパッド電極１４、接続導体パターン２５及び第１のパッド電極１３は、一本の連続する放射導体を構成している。

また、接続導体パターン２５は、第３の周縁ライン２２ｃから最も遠ざかる第１及び第２のランド２３、２４の幅方向（基体１１の長手方向と直交する方向）の端部に設けられている。このように、接続導体パターン２５がグランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃから十分に引き離され、グランドパターンからできるだけ逃げたレイアウトになっているので、良好なアンテナ特性を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、接続導体パターン２５がアンテナブロック１０側の導体ではなく、実装基板２０上の導体であることから、グランドパターン２２と同一工程にて同時に形成することができる。したがって、接続導体パターン２５とグランドパターン２２との間の位置精度を十分に確保することができ、アンテナ特性の変動を大幅に低減することができる。また、第１及び第２のパッド電極１３、１４間を接続する接続導体パターン２５がグランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃから引き離されることから、グランドパターン２２の影響によるアンテナ特性の低下を抑えることができる。また、グランドパターン２２とアンテナ実装領域２１との間のクリアランス幅を狭めることができ、これにより実装基板２０上の無駄な領域を削減し、さらなる高密度実装を実現することができる。

また、従来のアンテナブロックにおいては、接続導体パターン２５がアンテナブロック１０側に形成されていたため、給電位置に合わせてアンテナブロック１０の向きを１８０度回転させると接続導体パターン２５がグランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃに近づいてしまうという問題があった。しかしながら、本実施形態によれば、そのような問題がなく、給電位置が変わったとしても、接続導体パターン２５とグランドパターン２２との間の位置関係を一定にすることができる。つまり、専用のアンテナブロックを別途用意しなくても、第１のランド２３からの給電と第２のランド２４からの給電の両方に対応することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。また、図５は、図４に示すアンテナブロックの展開図である。

図４及び図５に示すように、このアンテナ装置２００は、基体１１の底面１１Ｂに形成された２つのダミー電極１６ａ、１６ｂを備える点を特徴としている。ダミー電極１６ａは、アンテナブロック１０が図４に示す向きに載置される場合に接続導体パターン２５の上面に配置される導体パターンであり、ダミー電極１６ｂは、アンテナブロック１０が図４に示す向きとは逆向きに載置される場合に接続導体パターン２５の上面に配置される導体パターンである。これらは、接続導体パターン２５と同様、基体１１の長手方向に沿った細長い形状を有するが、第１及び第２のパッド電極１３、１４には接続されておらず、第１及び第２のパッド電極１３、１４から絶縁された独立パターンとして形成されている。また、ダミー電極１６ａ、１６ｂは互いに絶縁されており、両者は対称性を有している。

これらのダミー電極１６ａ、１６ｂの幅は、接続導体パターン２５よりも狭いほうが好ましい。ダミー電極１６ａ、１６ｂを含めた基体１１上の導体パターンはスクリーン印刷により形成され、印刷位置に多少のばらつきが生じるが、たとえダミー電極１６ａ、１６ｂの位置がずれたとしても、接続導体パターン２５の範囲内に収まっていれば、アンテナ特性に影響しないからである。なお、その他の構成については第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様であるため、詳細な説明を省略する。

第１の実施形態のように、ダミー電極１６ａ、１６ｂが存在しない場合には、アンテナブロック１０を実装基板２０上に実装したとき、接続導体パターン２５とアンテナブロック１０との間に僅かなギャップが生じる可能性がある。しかしながら、ダミー電極１６ａ、１６ｂが存在する場合には、ダミー電極１６ａ、１６ｂのいずれか一方が実装基板２０上の接続導体パターン２５と接して、アンテナブロック１０と実装基板２０との間のギャップがなくなるので、アンテナ特性を安定化させることができる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。また、図７は、図６に示すアンテナブロックの展開図である。

図６及び図７に示すように、このアンテナ装置３００は、基体１１の底面１１Ｂに形成された４つのダミー電極１６ｃ乃至１６ｆを備える点を特徴としている。ダミー電極１６ｃ、１６ｄは、アンテナブロック１０がこの向きのときに接続導体パターン２５の上面に配置される導体パターンであり、ダミー電極１６ｅ、１６ｆは、アンテナブロック１０が逆向きの時に接続導体パターン２５の上面に配置される導体パターンである。これらは、接続導体パターン２５と同様、基体１１の長手方向に沿った細長い形状を有している。

ダミー電極１６ｃの一端は第１のパッド電極１３に接続され、ダミー電極１６ｄの一端は第２のパッド電極１４に接続されているが、ダミー電極１６ｃとダミー電極１６ｄの他端同士は接続されておらず、所定幅のギャップを介した絶縁状態となっている。また、ダミー電極１６ｅの一端は第１のパッド電極１３に接続され、ダミー電極１６ｆの一端は第２のパッド電極１４に接続されているが、ダミー電極１６ｃとダミー電極１６ｄの他端同士は接続されておらず、所定幅のギャップを介した絶縁状態となっている。

これらのダミー電極１６ｃ乃至１６ｆの幅は、接続導体パターン２５よりも狭いほうが好ましい。ダミー電極１６ｃ乃至１６ｆを含めた基体１１上の導体パターンはスクリーン印刷により形成され、印刷位置に多少のばらつきが生じるが、たとえダミー電極１６ｃ乃至１６ｆの位置がずれたとしても、接続導体パターン２５の範囲内に収まっていれば、アンテナ特性に影響しないからである。なお、その他の構成については第２の実施形態に係るアンテナ装置２００と同様であるため、詳細な説明を省略する。

第２の実施形態と同様、ダミー電極１６ｃ乃至１６ｆが存在する場合には、ダミー電極１６ｃ、１６ｄからなる導体パターン、又はダミー電極１６ｅ、１６ｆからなる導体パターンのいずれか一方が実装基板２０上の接続導体パターン２５と接して、アンテナブロック１０と実装基板２０との間のギャップがなくなるので、アンテナ特性を安定化させることができる。なお、ダミー電極の形状は、第２及び第３の実施形態に示したものに限定されず、種々の形状を採用することが可能である。

図８は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。

図８に示すように、このアンテナ装置４００は、実装基板２０上の第１及び第２のランド２３、２４の形成領域内にスルーホール２８が設けられている点に特徴を有している。その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。本実施形態によれば、アンテナブロック１０の実装時における余分な半田をスルーホール２８内に逃がすことができるので、アンテナブロック１０の過度な浮き上がりを防止し、実装基板２０との間のギャップを最小限に抑えることができ、アンテナ特性を安定化させることができる。なお、本実施形態は、第２及び第３の実施形態との組み合わせがさらに効果的である。

図９は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略平面図であって、特に、図９（ａ）は基体１１の底面１１Ｂの電極パターンを示す投影図、図９（ｂ）及び（ｃ）は実装基板上のアンテナ実装領域内の導体パターンの平面図をそれぞれ示している。尚、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図９（ａ）に示すように、このアンテナ装置５００のアンテナブロック１０は、上面導体部１２と第２のパッド電極１４とを接続するスルーホール導体１５ａと、上面導体部と第１のパッド電極１３とを接続するスルーホール導体１５ｂとを備えている。そのため、アンテナブロック１０の導体構造は、図示のＹ−Ｙ線を対称軸として左右対称となっている。

一方、図９（ｂ）に示すように、実装基板２０上のアンテナ実装領域には、第１及び第２のランド２３、２４と、第１のランド２３と近接し且つ平行に設けられた給電ランド２９と、第２のランド２４と給電ランド２９とを接続する接続導体パターン２５が設けられている。そして、給電ライン２６は、第１のランド２３ではなく、第１のランド２３側に設けられた給電ランド２９に接続されている。

アンテナブロックの実装時には、アンテナブロック１０の第１のパッド電極１３が第１のランド２３に接続され、第２のパッド電極１４が第２のランド２４に接続される。これにより、（第１のパッド電極１３、スルーホール導体１５ｂ、）上面導体部１２、スルーホール導体１５ａ、第２のパッド電極１４、第２のランド２４、接続導体パターン２５、及び給電ランド２９は、一本の連続する放射導体を構成している。

図９（ｃ）に示す導体パターンは、図９（ｂ）の導体パターンと左右対称である。実装基板２０上のアンテナ実装領域には、第１及び第２のランド２３、２４と、第２のランド２４と近接し且つ平行に設けられた給電ランド２９と、第１のランド２３と給電ランド２９とを接続する接続導体パターン２５が設けられている。そして、給電ライン２６は、第２のランド２４ではなく、第２のランド２４側に設けられた給電ランド２９に接続されている。

アンテナブロックの実装時には、アンテナブロック１０の第１のパッド電極１３が第１のランド２４に接続され、第２のパッド電極１４が第２のランド２４に接続される。つまり、アンテナブロック１０の向きが特に変わることはない。しかし、これにより、（第２のパッド電極１４、スルーホール導体１５ａ、）上面導体部１２、スルーホール導体１５ｂ、第２のパッド電極１４、第２のランド２４、接続導体パターン２５、及び給電ランド２９は、一本の連続する放射導体を構成している。

以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置５００によれば、第１の実施形態による発明の効果に加えて、アンテナブロックの向きを変えることなく、実装基板上の導体パターンを変更するだけで給電位置を変更することができる。

図１０は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略平面図であって、特に、図１０（ａ）は基体１１の底面１１Ｂの電極パターンを示す投影図、図１０（ｂ）及び（ｃ）は実装基板上のアンテナ実装領域内の導体パターンの平面図をそれぞれ示している。尚、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１０（ａ）に示すように、このアンテナ装置６００は、上面導体部１２と第２のパッド電極１４とを接続するスルーホール導体１５ａと、上面導体部と第１のパッド電極１３とを接続するスルーホール導体１５ｂと、第１及び第２のパッド電極１３、１４から絶縁されたダミー電極１６ｇ、１６ｈ及び１６ｉとを備えている。ダミー電極１６ｇは第１のパッド電極１３と平行に設けられた細長い導体部分であり、ダミー電極１６ｈは第２のパッド電極１４と平行に設けられた細長い導体部分であり、ダミー電極１６ｉは、ダミー電極１６ｇとダミー電極１６ｈとを接続する細長い導体部分である。これにより、ダミー電極１６ｇ乃至１６ｉはコの字型の連続した導体パターンを構成している。また、アンテナブロック１０の導体構造は、図示のＹ−Ｙ線を対称軸として左右対称となっている。

一方、図１０（ｂ）に示すように、実装基板２０上のアンテナ実装領域には、第１及び第２のランド２３、２４と、第１のランド２３と近接し且つ平行に設けられた給電ランド２９と、第２のランド２４と給電ランド２９とを接続する接続導体パターン２５が設けられている。給電ランド２９はダミー電極１６ｇに対応しており、第２のランド２４は、ダミー電極１６ｈと第２のパッド電極１４の両方をカバーしている。そして、給電ライン２６は、第１のランド２３ではなく、第１のランド２３側に設けられた給電ランド２９に接続されている。

アンテナブロックの実装時には、第１のパッド電極１３が第１のランド２３に接続され、第２のパッド電極１４及びダミー電極１６ｈが共に第２のランド２４に接続される。これにより、（第１のパッド電極１３、スルーホール導体１５ｂ、）上面導体部１２、スルーホール導体１５ａ、第２のパッド電極１４ａ、第２のランド２４、接続導体パターン２５及び給電ランド２３ｂは、一本の連続する放射導体を構成している。

図１０（ｃ）に示す導体パターンは、図１０（ｂ）の導体パターンと左右対称である。実装基板２０上のアンテナ実装領域には、第１及び第２のランド２３、２４と、第２のランド２４と近接し且つ平行に設けられた給電ランド２９と、第１のランド２３と給電ランド２９とを接続する接続導体パターン２５が設けられている。そして、給電ライン２６は、第２のランド２４ではなく、第２のランド２４側に設けられた給電ランド２９に接続されている。

アンテナブロックの実装時には、第２のパッド電極１４が第２のランド２４に接続され、第１のパッド電極１３及びダミー電極１６ｇが共に第１のランド２３に接続される。これにより、（第１のパッド電極１４、スルーホール導体１５ａ、）上面導体部１２、スルーホール導体１５ｂ、第１のパッド電極１３ａ、第１のランド２３、接続導体パターン２５及び給電ランド２４ｂは、一本の連続する放射導体を構成している。

以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置６００によれば、第１の実施形態による発明の効果に加えて、アンテナブロックの向きを変えることなく、実装基板上の導体パターンを変更するだけで給電位置を変更することができる。また、接続導体パターン２５や給電ランド２９の上面に接してダミー電極１６ｇ乃至ｉが設けられることから、第２及び第３の実施形態と同様、アンテナ特性を安定化させることができる。

図１１は、アンテナブロック１０の構成の他の例を示す展開図である。

図１１に示すように、このアンテナブロック１０は、上面導体部１２と第２のパッド電極１４とを側面導体部３０で接続している点を特徴としている。つまり、第１の実施形態においてスルーホール導体１５の代わりに側面導体部３０を用いたものである。このように、側面導体部３０を用いた場合には、スルーホール導体１５と同様、一本の放射導体を構成することができる。ただし、スルーホール導体１５を用いた場合には、半田フィレットの広がりを抑え、アンテナブロック１０の実装面積を縮小することができる。また、スルーホールを適用することによりエッジ効果（電流が導体の端を流れる現象）を抑えることができ、アンテナ特性を向上させることが可能である。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明の範囲に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、アンテナ実装領域の周囲３方向がグランドパターンに囲まれている場合を例に挙げたが、周囲２方向が囲まれていてもよく、さらには一方向のみグランドパターンが存在していてもかまわない。

また、上記実施形態においては、直方体状の誘電体からなる基体１１を用いているが、誘電体以外に誘電性を有する磁性体を用いてもよい。この場合、１／√（ε×μ）の波長短縮効果が得られるので、透磁率μの高い磁性体を用いることによって、大きな波長短縮効果が得られる。また、μ／εが電極のインピーダンスを決定するため、μの高い磁性体を用いることによってインピーダンスが高まる。これにより、高すぎるアンテナのＱを低下させて、広帯域特性を得ることができる。また、直方体状の基体１１は、実質的に直方体であればよく、例えば、直方体の角部にその向きを特定するためのテーパーが設けられていても構わない。

また、上記実施形態においては、接続導体パターン２５が、グランドパターン２２の第３の周縁ライン２２ｃから最も遠ざかる第１及び第２のランド２３、２４の幅方向の端部に設けられているが、最も遠ざかる位置であることは必須でなく、グランドパターン２２への多少の接近は許容される。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。 図２は、図１に示すアンテナブロックの展開図である。 図３は、アンテナ装置１００の変形例を示す略斜視図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。 図５は、図４に示すアンテナブロックの展開図である。 図６は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。 図７は、図６に示すアンテナブロックの展開図である。 図８は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略分解斜視図である。 図９は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略平面図である。 図１０は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す略平面図である。 図１１は、本発明に係るアンテナブロック１０の構成の他の例を示す展開図である。 図１２は、従来のアンテナブロックの構成の一例を示す略斜視図である。 図１３は、アンテナブロック６０を実装基板上に実装した状態を示す略斜視図である。

符号の説明

１０ アンテナブロック
１１ 基体
１１Ａ 基体の上面
１１Ｂ 基体の底面
１１Ｃ 基体の第１の側面
１１Ｄ 基体の第１の側面
１１Ｅ 基体の第１の側面
１１Ｆ 基体の第１の側面
１１ａ 基体の底面の第１の辺
１１ｂ 基体の底面の第２の辺
１２ 上面導体部
１３ 第１のパッド電極
１３ａ 第１のパッド電極
１３ｂ ダミー電極
１３ｃ ギャップ
１４ 第２のパッド電極
１４ａ 第２のパッド電極
１４ｂ ダミー電極
１４ｃ ギャップ
１５ スルーホール導体
１５ａ スルーホール導体
１５ｂ スルーホール導体
１６ａ ダミー電極
１６ｂ ダミー電極
１６ｃ ダミー電極
１６ｄ ダミー電極
１６ｅ ダミー電極
１６ｆ ダミー電極
１６ｇ ダミー電極
１６ｈ ダミー電極
１６ｉ ダミー電極
２０ 実装基板
２１ アンテナ実装領域
２２ グランドパターン
２２ａ グランドパターンの第１の周縁ライン
２２ｂ グランドパターンの第２の周縁ライン
２２ｃ グランドパターンの第３の周縁ライン
２３ 第１のランド
２４ 第２のランド
２５ 接続導体パターン
２６ 給電ライン
２７ 整合回路
２７ａ 直列インダクタ
２７ｂ 並列インダクタ
２８ スルーホール
２９ 給電ランド
３０ 側面導体部
６０ アンテナブロック
６１ 基体
６１Ａ 上面
６１Ｃ 側面
６１Ｂ 底面
６１ａ 基体の底面の第１の辺
６１ｂ 基体の底面の第２の辺
６１ｃ 基体の底面の第３の辺
６２ 上面導体部
６２ｘ 上面導体部の端部
６３ 底面導体部
６３ａ 第１のパッド電極
６３ｂ 第２のパッド電極
６３ｃ 接続導体パターン
６３ｘ 給電点
６４ 側面導体部
６５ 整合回路
６６ 信号供給源
７０ アンテナ装置
７１ 実装基板
７２ アンテナ実装領域
７３ グランドパターン
７３ｃ 周縁ライン
７４ａ 第１のランド
７４ｂ 第２のランド
７５ 給電ライン
１００ アンテナ装置
２００ アンテナ装置
３００ アンテナ装置
４００ アンテナ装置
５００ アンテナ装置
６００ アンテナ装置

Claims (7)

1. アンテナブロックと、前記アンテナブロックが実装された実装基板とを備え、
   前記アンテナブロックは、
   略直方体状の誘電体又は磁性体からなる基体と、
   前記基体の上面に形成された上面導体部と、
   前記基体の底面に形成された第１及び第２のパッド電極と、
   前記上面導体部と少なくとも前記第２のパッド電極とを接続する接続導体部とを備え、
   前記実装基板は、
   アンテナ実装領域と、
   前記アンテナ実装領域に隣接して設けられたグランドパターンと、
   前記第１及び第２のパッド電極の位置に対応して前記アンテナ実装領域内に設けられた第１及び第２のランドと、
   前記アンテナブロックの実装面内に設けられ、前記第２のランドと給電ラインとを接続する接続導体パターンとを備え、
   前記接続導体パターンは、前記アンテナブロックの実装面内のうち、当該接続導体パターンと平行な前記グランドパターンの周縁ラインから最も遠ざかる位置に設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記給電ラインが前記第１のランドに接続されており、
   前記接続導体パターンは、前記第１のランドを介して、前記第２のランドと給電ラインとを接続することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナブロックは、
   前記基体の底面に形成され、前記第１及び第２のパッド電極の少なくとも一方から絶縁されたダミー電極をさらに備え、
   前記ダミー電極は、前記接続導体パターンと対向する位置に設けられており、
   前記ダミー電極の幅は、前記接続導体パターンの幅よりも狭いことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記実装基板は、
   前記第１及び第２のランドの形成領域内に設けられたスルーホールをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記接続導体部は、前記上面導体部と前記第２のパッド電極とを接続する第１の接続導体部と、前記上面導体部と前記第１のパッド電極とを接続する第２の接続導体部を含み、
   前記実装基板は、
   前記給電ラインに接続された給電用ランドをさらに備え、
   前記接続導体パターンは、前記給電用ランドを介して、前記第２のランドと前記給電ラインとを接続することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記接続導体部がスルーホール導体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 前記上面導体部、前記接続導体部、前記第２のパッド電極、前記接続導体パターン、及び前記第１のパッド電極が放射導体としての機能を果たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

Images