JPH10163728A - 表面実装型アンテナ及びその実装方法 - Google Patents

表面実装型アンテナ及びその実装方法

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JPH10163728A
JPH10163728A JP32378296A JP32378296A JPH10163728A JP H10163728 A JPH10163728 A JP H10163728A JP 32378296 A JP32378296 A JP 32378296A JP 32378296 A JP32378296 A JP 32378296A JP H10163728 A JPH10163728 A JP H10163728A
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electrode
hole
mounted antenna
dielectric substrate
antenna according
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JP32378296A
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English (en)
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Kengo Shiiba
健吾 椎葉
Yasuki Nagatomo
泰樹 長友
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、周波数帯域幅が広く、小型化して
も入力リターンロス値の低下を抑制できる表面実装型ア
ンテナ及びその実装方法の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の表面実装型アンテナは、誘電体
基板1と、貫通孔2と、貫通孔放射電極4と、側面放射
電極5と、給電電極6と、接地電極7と、を備えた表面
実装型アンテナであって、貫通孔2が同軸に連設された
異形孔からなるか、又は誘電体基板の実装面と対向する
表面に傾斜状、矩形状、溝状、孔状のいずれかの切り欠
き部を有する構成よりなる。また、本発明の表面実装型
アンテナの実装方法は、本発明の表面実装型アンテナの
誘電体基板の実装面を、接着剤又は両面テープを介して
プリント誘電体基板に固着する工程を備えた構成よりな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地上波を用いた移
動体通信機器、若しくは人工衛星からの電波を用いた衛
星通信機器等に用いられるアンテナに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話、簡易型携帯電話、特定
小電力無線等の地上波を用いた移動体通信機器や、GP
S(Global Positioning Syst
em:グローバル・ポジショニング・システム)等の衛
星からの電波を用いた衛星通信機器に用いられるアンテ
ナとして、誘電体を用いた表面実装型のアンテナが検討
されている。
【0003】以下に、従来の表面実装型アンテナについ
て図面を参照しながら説明する。図8(a)は従来の表
面実装型アンテナの透過斜視図、図8(b)は従来の表
面実装型アンテナの断面図である。図8(a),(b)
において、1は誘電体基板、5は側面放射電極、6は給
電電極、7は接地電極、8a,8bは開口部、10は実
装面、11は貫通孔、12は貫通孔放射電極である。
尚、図8(b)は図8(a)に示したk−k’線方向の
断面図を示している。
【0004】図8(a),(b)に示したように、従来
の表面実装型アンテナは略方形状の誘電体セラミック等
からなる誘電体基板1と、誘電体基板1に貫設された貫
通孔11と、を有している。貫通孔11の内周面には貫
通孔放射電極12が形成されており、この貫通孔放射電
極12と導通して、開口部8bを有する側面上には側面
放射電極5が、開口部8aを有する側面上には給電電極
6がそれぞれ配設されている。また、給電電極6が配設
されている同一側面上には、給電電極6と絶縁された接
地電極7が配設されている。尚、誘電体基板1の実装面
10は、プリント基板等に実装する際にプリント基板と
密着する面である。
【0005】上記構成を有する従来の表面実装型アンテ
ナでは、貫通孔放射電極12及び側面放射電極5から電
波の送受信が行われるが、この時の入力リターンロス
値、中心周波数、周波数帯域幅は、接地電極7と側面放
射電極5の間の誘電体基板1の容量成分、及び貫通孔放
射電極12におけるインダクタンス成分に依存してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の表面実装型アンテナでは、誘電体基板1の外形寸法
や誘電率により、前述の容量成分やインダクタンス成分
が一意的に決定されるため、入力リターンロス値、中心
周波数、周波数帯域幅が制限されて、周波数帯域を自在
に変化させたり、広げたりすることができないという問
題点を有していた。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、広い周波数帯域幅を有し、かつ入力リターンロス
値を最適化できるとともに、小型化が可能な表面実装型
アンテナの提供、及びそのような表面実装型アンテナを
容易に実装することが可能で、かつ作業性及び信頼性に
優れた表面実装型アンテナの実装方法の提供を目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の表面実装型アンテナは、誘電体基板と、誘
電体基板内に貫設された貫通孔と、貫通孔の内面上に配
設された貫通孔放射電極と、貫通孔放射電極と導通し、
貫通孔の開口部を有する誘電体基板の一方側の側面上に
配設された側面放射電極と、貫通孔放射電極と導通し、
側面放射電極と対向する他方側の側面上に配設された給
電電極と、他方側の側面上に給電電極と絶縁して配設さ
れた接地電極と、を備えた表面実装型アンテナであっ
て、貫通孔が略同軸に連設された2以上の異形孔からな
るか、又は誘電体基板の実装面と対向する表面に傾斜
状、矩形状、溝状、孔状のいずれかの1以上の切り欠き
部を有する構成よりなる。
【0009】上記構成により、誘電体基板において新規
な容量成分やインダクタンス成分が得られると同時に誘
電体基板の体積が減少することによって、アンテナのQ
値を下げることができ、周波数帯域幅を広げることがで
きるとともに、小型化しても入力リターンロス値を最適
化することが可能となる。
【0010】また、本発明の表面実装型アンテナの実装
方法は、本発明の表面実装型アンテナの誘電体基板の実
装面を、接着剤又は両面テープを介してプリント誘電体
基板に固着する工程を備えた構成よりなる。
【0011】上記構成により、表面実装型アンテナを容
易にプリント基板上に実装することができるとともに、
プリント基板と一体に固定して表面実装型アンテナの耐
衝撃性や耐応力性を高めることが可能となり、作業性及
び信頼性に優れた表面実装型アンテナの実装方法を提供
することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、誘電体基板と、誘電体基板内に貫設された貫通孔
と、貫通孔の内面上に配設された貫通孔放射電極と、貫
通孔放射電極と導通し、貫通孔の開口部を有する誘電体
基板の一方側の側面上に配設された側面放射電極と、貫
通孔放射電極と導通し、側面放射電極と対向する他方側
の側面上に配設された給電電極と、他方側の側面上に給
電電極と絶縁して配設された接地電極と、を備えた表面
実装型アンテナであって、貫通孔が略同軸に連設された
2以上の異形孔からなることとしたものであり、誘電体
基板において新規な容量成分やインダクタンス成分が得
られると同時に誘電体基板の体積が減少することによっ
てアンテナのQ値を下げることができることによって、
周波数帯域幅を広げることができるとともに、小型化し
ても入力リターンロス値を最適化することが可能となる
という作用を有する。
【0013】本発明の請求項2に記載の発明は、誘電体
基板と、誘電体基板内に貫設された貫通孔と、貫通孔の
内面上に配設された貫通孔放射電極と、貫通孔放射電極
と導通し、貫通孔の開口部を有する誘電体基板の一方側
の側面上に配設された側面放射電極と、貫通孔放射電極
と導通し、側面放射電極と対向する他方側の側面上に配
設された給電電極と、他方側の側面上に給電電極と絶縁
して配設された接地電極と、を備えた表面実装型アンテ
ナであって、誘電体基板の実装面と対向する表面に傾斜
状、矩形状、溝状、孔状のいずれかの1以上の切り欠き
部を有することとしたものであり、誘電体基板において
新規な容量成分やインダクタンス成分が得られると同時
に誘電体基板の体積が減少することによって、アンテナ
のQ値を下げることができ、周波数帯域幅を広げること
ができるとともに、小型化しても入力リターンロス値を
最適化することが可能となるという作用を有する。
【0014】ここで、誘電体基板はその断面が円形又は
楕円形、正方形や長方形等の方形、その他の多角形、一
部に平面を有する円形又は楕円形等のいずれの形状でも
よいが、アンテナ特性を一定に保つためには、外形寸法
の公差が中心値の5%以下、好ましくは0.5%以下で
形成されていることが望ましい。また、貫通孔の断面形
状は円形の他に、多角形等でもよい。
【0015】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
2に記載の発明において、切り欠き部が、接地電極が形
成された側面から実装面と対向する面にかけて矩形状に
形成されていることとしたものであり、矩形状の切り欠
き部を有することで、新規な容量成分やインダクタンス
成分が得られることによって、アンテナのQ値を下げる
ことができ、周波数帯域幅を広げることができるととも
に、小型化しても入力リターンロス値の低下を抑制する
ことが可能となるという作用を有する。
【0016】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
2に記載の発明において、切り欠き部が、実装面と対向
する面に穿設された断面が略凹状の溝部であることとし
たものであり、略凹状の溝部を有することで、新規な容
量成分やインダクタンス成分が得られることによって、
アンテナのQ値を下げることができ、周波数帯域幅を広
げることができるとともに、小型化しても入力リターン
ロス値の低下を抑制することが可能となるという作用を
有する。
【0017】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
2に記載の発明において、切り欠き部が、実装面と対向
する面に穿設された断面が略凹状の孔部であることとし
たものであり、略凹状の孔部を有することで、新規な容
量成分やインダクタンス成分が得られることによって、
アンテナのQ値を下げることができ、周波数帯域幅を広
げることができるとともに、小型化しても入力リターン
ロス値の低下を抑制することが可能となるという作用を
有する。
【0018】本発明の請求項6に記載の発明は、請求項
2に記載の発明において、切り欠き部が、接地電極が形
成された側面から実装面と対向する面にかけて傾斜状に
形成されていることとしたものであり、傾斜状の切り欠
き部を有することで、誘電体基板の体積が減少してQ値
が低下することにより、入力リターンロス値が良くな
り、周波数帯域幅を広げることができるという作用を有
する。
【0019】本発明の請求項7に記載の発明は、請求項
1乃至6の内のいずれか1に記載の発明において、接地
電極が略U字状に形成されていることとしたものであ
り、給電電極を囲むように接地電極を略U字状に形成す
ることによって、給電電極の面積を小さくしてアンテナ
特性の指向性を向上させることができるとともに、接地
電極の面積が大きくなるため、接地電極と貫通孔放射電
極との間のキャパシタンス成分が大きくなり、低周波数
化又は小型化ができるという作用を有する。
【0020】本発明の請求項8に記載の発明は、請求項
1乃至7の内のいずれか1に記載の発明において、誘電
体基板の実装面上に、側面放射電極、給電電極、接地電
極と各々個別に導通する複数の固定用電極を備えている
こととしたものであり、自動実装機を用いたはんだリフ
ロー法等によりプリント基板上に容易にかつ作業性よく
実装することが可能になり、表面実装における量産性及
び信頼性を向上させることができるという作用を有す
る。
【0021】ここで、側面放射電極、給電電極、接地電
極の各々と固定用電極との接続部に相当する誘電体基板
の稜線部分には、半径0.2mm以上のR面取り、又は
0.2mm以上のC面取りを行うことが好ましい。この
ような面取りによって、側面放射電極、給電電極、接地
電極の各々と固定用電極との導通を良好にすることがで
きる。
【0022】本発明の請求項9に記載の発明は、請求項
8に記載の発明において、実装面の面積S1に対する固
定用電極の総面積S2の比が0<S2/S1≦0.3、
好ましくは0<S2/S1≦0.1であることとしたも
のであり、固定用電極のシールド効果によるアンテナ特
性の低下を防止することができるという作用を有する。
【0023】実装面の面積S1に対する固定用電極の総
面積S2の比が、0.1よりも大きくなるにつれて、固
定用電極が放射電極に対してシールド効果を示し、アン
テナに部分的に利得の低い方向が生じてアンテナの指向
性に死角ができる傾向を生じ、0.3よりも大きくなる
とその傾向が特に著しくなるため好ましくない。また、
上記範囲において、固定用電極の電極面積は、プリント
基板上で密着する配線と安定した導通が取れる程度に十
分な大きさを確保する必要がある。
【0024】本発明の請求項10に記載の発明は、請求
項1乃至9の内のいずれか1に記載の発明において、誘
電体基板が、平均粒径Rが0<R≦10μm、好ましく
は0<R≦5μmのセラミック粒子の焼結体からなるこ
ととしたものであり、誘電体基板の誘電体損失の増加を
防止し、信頼性を高めることができるという作用を有す
る。
【0025】セラミック粒子の平均粒径が、5μmより
も小さくなるにつれて、焼結体内の空孔の発生や異常粒
成長により誘電体損失が増加するとともに、空孔に吸着
した水分等によって誘電体特性の信頼性が低下する傾向
を生じ、10μmよりも大きくなるとその傾向が特に著
しくなるため好ましくない。また、平均粒径が小さくな
りすぎるとセラミック粒子の造粒が困難になるため、上
記範囲において最適な平均粒径を選択する必要がある。
【0026】本発明の請求項11に記載の発明は、請求
項10に記載の発明において、焼結体の焼結密度が92
%以上、好ましくは95%以上であることとしたもので
あり、誘電体基板の誘電体損失の増加を防止し、更に耐
熱衝撃性や高温高湿等の悪環境下における信頼性を向上
させることができるという作用を有する。
【0027】本発明の請求項12に記載の発明は、請求
項10又は11の内のいずれか1に記載の発明におい
て、焼結体の比誘電率の中心値が6〜100であること
としたものであり、VHF帯やUHF帯等の比較的波長
の長い周波数帯の電波からマイクロ波帯以上の比較的波
長の短い周波数帯の電波の受送信に対応可能なアンテナ
特性を得ることができるという作用を有する。
【0028】尚、比誘電率のばらつきはアンテナ特性の
共振周波数のばらつきとなるため、比誘電率は5%以
下、好ましくは0.5%以下のばらつきであることが望
ましいい。
【0029】本発明の請求項13に記載の発明は、請求
項10乃至12の内のいずれか1に記載の発明におい
て、焼結体の表面粗さが10μm以下、好ましくは5μ
m以下であることとしたものであり、貫通孔放射電極,
側面放射電極,給電電極,接地電極,固定用電極の表面
粗さが大きくなって、アンテナ利得が低下するのを防止
することができるという作用を有する。
【0030】焼結体の表面粗さが5μmよりも大きくな
るにつれて、焼結体からなる誘電体基板上に形成される
貫通孔放射電極,側面放射電極,給電電極,接地電極,
固定用電極の表面粗さが下地を反映して大きくなって、
これらの電極における損失が増加してアンテナ利得が低
下する傾向を生じ、10μmよりも大きくなるとその傾
向が特に著しくなるため好ましくない。
【0031】本発明の請求項14に記載の発明は、請求
項1乃至13の内のいずれか1に記載の発明において、
貫通孔放射電極,側面放射電極,給電電極,接地電極の
いずれか1以上の電極及び/又は固定用電極が、抵抗率
が2×10-7ohm・cm以下の導電体からなることと
したものであり、電極における損失を抑えてアンテナ利
得の低下を防止することができるという作用を有する。
【0032】ここで、抵抗率が2×10-7ohm・cm
よりも大きくなると、電極における損失が増加し、アン
テナ利得が低下する傾向を生じるため好ましくない。
【0033】本発明の請求項15に記載の発明は、請求
項1乃至14の内のいずれか1に記載の発明において、
貫通孔放射電極,側面放射電極,給電電極,接地電極の
いずれか1以上の電極及び/又は固定用電極が、金,
銀,銅,銀−パラジウム合金のいずれか1以上からなる
こととしたのものであり、導電率が高いため電極におけ
る損失を小さくできるとともに、酸化等による劣化を防
止することが可能になるという作用を有する。
【0034】本発明の請求項16に記載の発明は、請求
項1乃至15の内のいずれか1に記載の発明において、
貫通孔放射電極,側面放射電極,給電電極,接地電極の
いずれか1以上の電極及び/又は固定用電極が、表皮深
さ以上、好ましくは表皮深さの2倍以上の厚みで形成さ
れていることとしたのものであり、高周波電流を流すの
に十分な厚みを確保することにより、貫通孔放射電極,
側面放射電極,給電電極,接地電極,固定用電極におい
て、アンテナ利得が低下するのを防止することができる
という作用を有する。
【0035】ここで、表皮深さdは、周波数f、透磁率
a、導電率b及び円周率πを用いて、d=(πfab)
-1/2で与えられる。前記の式で与えられる表皮深さdに
対して、貫通孔放射電極,側面放射電極,給電電極,接
地電極のいずれか1以上の電極及び/又は固定用電極の
厚みが小さくなるにつれて、高周波電流を流すのに十分
な電極厚さが得られなくなるため、電極における損失が
増加して、アンテナ利得が低下する傾向を生じるため好
ましくない。
【0036】本発明の請求項17に記載の発明は、請求
項1乃至16の内のいずれか1に記載の表面実装型アン
テナの誘電体基板の実装面に接着剤を塗布した後、実装
面をプリント基板に固着する工程を備えていることとし
たものであり、表面実装型アンテナを容易にプリント基
板上に実装することができるとともに、プリント基板と
一体に固定して表面実装型アンテナの耐衝撃性や耐応力
性を高めることが可能になるという作用を有する。
【0037】ここで、接着剤としてはエポキシ樹脂系,
フェノール樹脂系,エポキシ/ナイロン樹脂系等の熱硬
化性樹脂系接着剤等が用いられる。また、接着剤は表面
実装型アンテナとプリント基板をはんだリフロー法等に
より電気的に接続する際の温度上昇を考慮して、硬化後
の耐熱温度が200℃以上、好ましくは250℃以上で
あることが望ましい。
【0038】本発明の請求項18に記載の発明は、請求
項1乃至16の内のいずれか1に記載の表面実装型アン
テナの誘電体基板の実装面に両面テープを張りつけた
後、実装面をプリント基板に固着する工程を備えている
こととしたものであり、表面実装型アンテナを容易にプ
リント基板上に実装することができるとともに、プリン
ト基板と一体に固定して表面実装型アンテナの耐衝撃性
や耐応力性を高めることが可能になるという作用を有す
る。
【0039】ここで、両面テープとしてはアクリルフォ
ームやカプトンフィルム等の耐熱性基材上にシリコン樹
脂系粘着剤,アクリル樹脂系粘着剤等の耐熱性粘着剤を
定着させたものや、耐熱フィルム上に粘着剤として熱硬
化性樹脂を定着させたもの等が用いられる。また、両面
テープは表面実装型アンテナとプリント基板をはんだリ
フロー法等により電気的に接続する際の温度上昇を考慮
して、接着後の耐熱温度が200℃以上、好ましくは2
50℃以上であることが望ましい。
【0040】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1(a)は本発明の第1実施の形態
における表面実装型アンテナの透過斜視図、図1(b)
は本発明の第1実施の形態における表面実装型アンテナ
の断面図である。図1(a),(b)において、2は貫
通孔、2aは小径部、2bは大径部、3は段差部、4は
貫通孔放射電極、4aは小径部放射電極、4bは大径部
放射電極、4cは段差部放射電極であり、誘電体基板
1、側面放射電極5、給電電極6、接地電極7、開口部
8a,8b、実装面10は従来例と同様のものであるの
で同一の符号を付して説明を省略する。尚、図1(b)
は図1(a)に示したk−k’線方向の断面図を示して
いる。
【0041】本実施の形態における表面実装型アンテナ
は、図1(a),(b)に示したように、誘電体基板1
と、誘電体基板1内に貫設された小径部2aと大径部2
bとからなる貫通孔2と、を有しており、小径部2aと
大径部2bは段差部3を介して略同軸に連設されてい
る。貫通孔2の内周面には、小径部2a、大径部2b及
び段差部3の各々の表面上に、連続して形成された小径
部放射電極4a、大径部放射電極4b、段差部放射電極
4cからなる貫通孔放射電極4が配設されている。大径
部2b側の開口部8bを有する誘電体基板1の側面上に
は、大径部放射電極4bと連続して側面放射電極5が形
成されており、側面放射電極5と対向する他方側の側面
上には小径部放射電極4aと連続して給電電極6が配設
されている。また、給電電極6が配設されている同一側
面上には、給電電極6と絶縁された接地電極7を有して
いる。
【0042】本実施の形態が従来例と異なるのは、貫通
孔2が段差部3を介して略同軸に連設された小径部2a
と大径部2bの異径孔からなり、小径部2a、大径部2
b及び段差部3の各々の表面上に、小径部放射電極4
a、大径部放射電極4b、段差部放射電極4cが連続し
て形成された貫通孔放射電極4を有することである。
【0043】次に、上記構成を有する本実施の形態にお
ける表面実装型アンテナの周波数特性について図2を用
いて説明する。図2は、本発明の第1実施の形態におけ
る表面実装型アンテナの周波数と入力リターンロス値と
の関係図である。
【0044】本実施の形態における表面実装型アンテナ
では、接地電極7と側面放射電極5の間の誘電体基板1
全体における容量成分と、側面放射電極5におけるイン
ダクタンス成分から、中心周波数f1に関して軸対称な
図2の曲線C1で示したような周波数特性が得られる。
ここで、図2中のS1は最低限必要な入力リターンロス
値を示しており、S1における横軸との平行線と曲線C
1との2つの交点の間が、周波数帯域幅W1として与え
られる。一方、本実施の形態における表面実装型アンテ
ナでは、前述の容量成分及びインダクタンス成分の他
に、接地電極7と段差部放射電極4cの間の誘電体基板
1の容量成分と、小径部放射電極4a、大径部放射電極
4b、段差部放射電極4cにおけるインダクタンス成分
により、曲線C1とは異なる中心周波数f2及び周波数
帯域幅W2を有する曲線C2で示した周波数特性が得ら
れる。ここで、中心周波数f2は中心周波数f1に比べ
てより高周波側となる。
【0045】このように2つの曲線C1及び曲線C2で
示した周波数特性を有することで、本実施の形態の表面
実装型アンテナ全体としては、周波数帯域幅W1の下限
値と周波数帯域幅W2の上限値の間で周波数帯域幅W3
を有することになり、その周波数特性は中心周波数f3
を対称軸とする曲線C3で表される。ここで、貫通孔が
全体的に同一径で形成されていた従来の表面実装型アン
テナの場合、周波数特性を示す曲線は当然ながら一つで
あり、その周波数帯域幅は誘電体基板1の外形寸法を同
一とすると、本実施の形態の表面実装型アンテナで得ら
れる周波数帯域幅W3よりも狭い。
【0046】したがって、本実施の形態における表面実
装型アンテナでは、貫通孔2を略同軸に連設された異径
孔として、新たな容量成分やインダクタンス成分が発生
することによって、従来例に比べてより広い周波数帯域
幅の電波の送受信が可能になる。
【0047】尚、本実施の形態においては、貫通孔の小
径部と大径部の接続部分にあたる段差部をテーパー状に
形成してもよい。また、貫通孔は小径部と大径部の2つ
の異径孔に限られるものではなく、より複数の異径孔が
略同軸に連設されたものでもよい。
【0048】(実施の形態2)図3(a)は本発明の第
2実施の形態における表面実装型アンテナの透過斜視
図、図3(b)は本発明の第2実施の形態における表面
実装型アンテナの断面図である。図3(a),(b)に
おいて、9は切り欠き部であり、誘電体基板1、側面放
射電極5、給電電極6、接地電極7、開口部8a,8
b、実装面10、貫通孔11、貫通孔放射電極12は従
来例と同様のものであるので同一の符号を付して説明を
省略する。尚、図3(b)は図3(a)に示したk−
k’線方向の断面図を示している。
【0049】本実施の形態における表面実装型アンテナ
が従来例と異なるのは、誘電体基板1が、接地電極7が
形成された側面から実装面10と対向する面にかけて矩
形状に形成された切り欠き部9を有することである。
【0050】次に、上記構成を有する本実施の形態にお
ける表面実装型アンテナの周波数特性について図4を用
いて説明する。図4は、本発明の第2実施の形態におけ
る表面実装型アンテナの周波数と入力リターンロス値と
の関係図である。
【0051】本実施の形態における表面実装型アンテナ
では、接地電極7と側面放射電極5の間の誘電体基板1
全体における容量成分と、図3(b)中に示したB側部
(側面放射電極5側の側面から切り欠き部9の境界まで
の間)における貫通孔放射電極12のインダクタンス成
分から、図4の曲線C4で示したような中心周波数f4
を軸対称とする周波数帯域幅W4の周波数特性が得られ
る。また、前述の容量成分及びインダクタンス成分の他
に、図3(b)中のA側部(切り欠き部9の領域)にお
ける誘電体基板1の容量成分と、同A側部における貫通
孔放射電極12のインダクタンス成分により、曲線C4
とは異なる中心周波数f5及び周波数帯域幅W5を有す
る曲線C5で示した周波数特性が得られる。ここで、中
心周波数f5は中心周波数f4に比べてより高周波側と
なる。
【0052】このように2つの曲線C4及び曲線C5で
示した周波数特性を有することで、本実施の形態の表面
実装型アンテナ全体としては、周波数帯域幅W4の下限
値と周波数帯域幅W5の上限値の間で周波数帯域幅W6
を有することになり、その周波数特性は中心周波数f6
を対称軸とする曲線C6で表される。ここで、切り欠き
部9の無い従来の表面実装型アンテナの場合、周波数特
性を示す曲線は当然ながら一つであり、その周波数帯域
幅は誘電体基板1の外形寸法を同一とすると、本実施の
形態の表面実装型アンテナで得られる周波数帯域幅W6
よりも狭い。
【0053】したがって、本実施の形態における表面実
装型アンテナでは、誘電体基板1の実装面10と対向す
る表面に矩形状の切り欠き部9を形成して、新たな容量
成分やインダクタンス成分が発生することによって、従
来例に比べてより広い周波数帯域幅の電波の送受信が可
能になる。
【0054】尚、本実施の形態においては、矩形状の切
り欠き部は、段差部を複数形成した階段状のものでもよ
い。
【0055】(実施の形態3)図5(a)は本発明の第
3実施の形態における表面実装型アンテナの透過斜視
図、図5(b)は本発明の第3実施の形態における表面
実装型アンテナの断面図である。図5(a),(b)に
おいて、13は切り欠き部であり、誘電体基板1、側面
放射電極5、給電電極6、接地電極7、開口部8a,8
b、実装面10、貫通孔11、貫通孔放射電極12は第
2実施の形態と同様のものであるので同一の符号を付し
て説明を省略する。尚、図5(b)は図5(a)に示し
たk−k’線方向の断面図を示している。
【0056】本実施の形態における表面実装型アンテナ
が第2実施の形態と異なるのは、誘電体基板1が、実装
面10と対向する面に穿設された断面が略凹状の溝部か
らなる切り欠き部13を有することである。
【0057】次に、上記構成を有する本実施の形態にお
ける表面実装型アンテナの周波数特性について説明す
る。本実施の形態における表面実装型アンテナでは、図
5(b)中に示したA部(給電電極6側の側面から切り
欠き部13の境界までの間)における誘電体基板1の容
量成分及び同A部における貫通孔放射電極12のインダ
クタンス成分、B部(切り欠き部13の領域)における
誘電体基板1の容量成分及び同B部における貫通孔放射
電極12のインダクタンス成分、C部(側面放射電極5
側の側面から切り欠き部13の境界までの間)における
誘電体基板1の容量成分及び同C部における貫通孔放射
電極12のインダクタンス成分、のそれぞれに対応した
周波数帯域幅の異なる3つの周波数特性が得られる。こ
のように3つの独立した周波数特性が生じることで、本
実施の形態の表面実装型アンテナ全体としては、3つの
周波数帯域幅の最小値と最大値に挟まれた広い周波数帯
域幅を有することになる。このようにして得られる周波
数帯域幅は、第2実施の形態と同様に、誘電体基板1の
外形寸法を同一として従来の表面実装型アンテナと比べ
るとより広い範囲となる。
【0058】したがって、本実施の形態における表面実
装型アンテナでは、誘電体基板1の実装面10と対向す
る表面に断面が略凹状の溝部からなる切り欠き部13を
形成して、新たな容量成分やインダクタンス成分が発生
することによって、従来例に比べてより広い周波数帯域
幅の電波の送受信が可能になる。
【0059】尚、本実施の形態においては、切り欠き部
として複数の溝部を形成してもよい。
【0060】(実施の形態4)図6(a)は本発明の第
4実施の形態における表面実装型アンテナの透過斜視
図、図6(b)は本発明の第4実施の形態における表面
実装型アンテナの断面図である。図6(a),(b)に
おいて、14は切り欠き部であり、誘電体基板1、側面
放射電極5、給電電極6、接地電極7、開口部8a,8
b、実装面10、貫通孔11、貫通孔放射電極12は第
2実施の形態と同様のものであるので同一の符号を付し
て説明を省略する。尚、図6(b)は図6(a)に示し
たk−k’線方向の断面図を示している。
【0061】本実施の形態における表面実装型アンテナ
が第2実施の形態及び第3実施の形態と異なるのは、誘
電体基板1が、実装面10と対向する面に穿設された断
面が略凹状の孔部からなる切り欠き部14を有すること
である。
【0062】次に、上記構成を有する本実施の形態にお
ける表面実装型アンテナの周波数特性について説明す
る。本実施の形態における表面実装型アンテナでは、図
5(b)中に示したA部(給電電極6側の側面から切り
欠き部14の境界までの間)における誘電体基板1の容
量成分及び同A部における貫通孔放射電極12のインダ
クタンス成分、B部(切り欠き部14の領域)における
誘電体基板1の容量成分及び同B部における貫通孔放射
電極12のインダクタンス成分、C部(側面放射電極5
側の側面から切り欠き部14の境界までの間)における
誘電体基板1の容量成分及び同C部における貫通孔放射
電極12のインダクタンス成分、のそれぞれに対応した
周波数帯域幅の異なる3つの周波数特性が得られる。こ
のように3つの独立した周波数特性が生じることで、本
実施の形態の表面実装型アンテナ全体としては、3つの
周波数帯域幅の最小値と最大値に挟まれた広い周波数帯
域幅を有することになる。このようにして得られる周波
数帯域幅は、第2実施の形態及び第3実施の形態と同様
に、誘電体基板1の外形寸法を同一として従来の表面実
装型アンテナと比べるとより広い範囲となる。
【0063】したがって、本実施の形態における表面実
装型アンテナでは、誘電体基板1の実装面10と対向す
る表面に断面が略凹状の孔部からなる切り欠き部14を
形成して、新たな容量成分やインダクタンス成分が発生
することによって、従来例に比べてより広い周波数帯域
幅の電波の送受信が可能になる。
【0064】尚、本実施の形態においては、孔部の開口
面の形状として図5(a)、(b)に方形状の場合につ
いて示したが、開口面については円形であってもよい。
また、誘電体基板における孔部の位置としては、両側面
の間の中央部分の他に、いずれか一方の側面よりに形成
されていてもよい。
【0065】(実施の形態5)図7(a)は本発明の第
5実施の形態における表面実装型アンテナの透過斜視
図、図7(b)は本発明の第5実施の形態における表面
実装型アンテナの断面図である。図7(a),(b)に
おいて、15は切り欠き部であり、誘電体基板1、側面
放射電極5、給電電極6、接地電極7、開口部8a,8
b、実装面10、貫通孔11、貫通孔放射電極12は第
2実施の形態と同様のものであるので同一の符号を付し
て説明を省略する。尚、図7(b)は図7(a)に示し
たk−k’線方向の断面図を示している。
【0066】本実施の形態における表面実装型アンテナ
が第2実施の形態〜第4実施の形態と異なるのは、誘電
体基板1が、接地電極7が形成された側面から実装面1
0と対向する面にかけて傾斜状に形成されている切り欠
き部15を有することである。
【0067】次に、上記構成を有する本実施の形態にお
ける表面実装型アンテナの周波数特性について説明す
る。本実施の形態における表面実装型アンテナは、図8
に示した従来例と同様な容量成分及びインダクタンス成
分を有し、得られる中心周波数についてもほぼ同程度の
値である。しなしながら、誘電体基板1の外形寸法を同
一として従来の表面実装型アンテナと比べると、切り欠
き部15を有することで、誘電体基板1の体積が減少す
ることから、Q値が低下して入力リターンロス値を良く
することができる。これにより周波数帯域幅が広がるこ
とで、従来例に比べてより広い周波数帯域幅の電波の送
受信が可能になる。
【0068】尚、本実施の形態においては、実装面と対
向する表面の一部に傾斜状の切り欠き部を設けた構成と
したが、実装面と対向する表面全体に傾斜状の切り欠き
部を設けてもよい。また、切り欠き部によって形成され
る傾斜面については、平面状のものだけではなく曲面状
のものであってもよい。
【0069】(実施の形態6)本発明の第6実施の形態
による表面実装型アンテナの実装方法を以下に説明す
る。本実施の形態による表面実装型アンテナの実装方法
は、第1実施の形態〜第5実施の形態における表面実装
型アンテナの誘電体基板の実装面に接着剤を塗布した
後、実装面をプリント基板に固着する工程を有する。
【0070】本実施の形態によれば、表面実装型アンテ
ナを容易にプリント基板上に実装することができるとと
もに、プリント基板と一体に固定して表面実装型アンテ
ナの耐衝撃性や耐応力性を高めることが可能になる。
【0071】(実施の形態7)本発明の第7実施の形態
による表面実装型アンテナの実装方法を説明する。本実
施の形態による表面実装型アンテナの実装方法は、第1
実施の形態〜第5実施の形態における表面実装型アンテ
ナの誘電体基板の実装面に両面テープを張りつけた後、
実装面をプリント基板に固着する工程を有している。
【0072】本実施の形態によれば、第6実施の形態と
同様な作用が得られる。
【0073】
【発明の効果】本発明の表面実装型アンテナ及びその実
装方法によれば、以下のような優れた効果が得られる。
【0074】請求項1及び2に記載の発明によれば、従
来の表面実装型アンテナに比べて、周波数帯域幅がより
広くなることから、周波数の異なる電波の受送信に対す
る柔軟性が向上し、従来困難であったVHF帯やUHF
帯についても高いアンテナ利得で受送信することが可能
になるという優れた効果が得られる。また、このような
効果を有するとともに、小型で軽量な量産性及び信頼性
に優れた表面実装型アンテナを提供することができると
いう優れた効果が得られる。
【0075】請求項3乃至6に記載の発明によれば、切
り欠き部の形状の自在性の高い表面実装型アンテナを提
供することができるという優れた効果が得られる。
【0076】請求項7に記載の発明によれば、アンテナ
特性の指向性を向上させ、またより小型化を図ることが
できるという優れた効果が得られる。
【0077】請求項8乃至9に記載の発明によれば、実
装時の作業性を高めることができるとともに、表面実装
における量産性及び信頼性を向上させることができると
いう優れた効果が得られる。
【0078】請求項10乃至12に記載の発明によれ
ば、誘電体基板の信頼性、耐熱衝撃性を高めることがで
きるとともに、受送信可能な周波数帯域を広げることが
できるという優れた効果が得られる。
【0079】請求項13乃至15に記載の発明によれ
ば、貫通孔放射電極,側面放射電極,給電電極,接地電
極,固定用電極の各電極における損失により、アンテナ
利得が低下するのを防止することができるという優れた
効果が得られる。また、電極の耐久性を向上させること
ができるという優れた効果が得られる。
【0080】請求項16乃至17に記載の発明によれ
ば、表面実装型アンテナを容易にプリント基板上に実装
することができるとともに、プリント基板と一体に固定
して表面実装型アンテナの耐衝撃性や耐応力性を高める
ことが可能になるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1実施の形態における表面実
装型アンテナの透過斜視図 (b)本発明の第1実施の形態における表面実装型アン
テナの断面図
【図2】本発明の第1実施の形態における表面実装型ア
ンテナの周波数と入力リターンロス値との関係図
【図3】(a)本発明の第2実施の形態における表面実
装型アンテナの透過斜視図 (b)本発明の第2実施の形態における表面実装型アン
テナの断面図
【図4】本発明の第2実施の形態における表面実装型ア
ンテナの周波数と入力リターンロス値との関係図
【図5】(a)本発明の第3実施の形態における表面実
装型アンテナの透過斜視図 (b)本発明の第3実施の形態における表面実装型アン
テナの断面図
【図6】(a)本発明の第4実施の形態における表面実
装型アンテナの透過斜視図 (b)本発明の第4実施の形態における表面実装型アン
テナの断面図
【図7】(a)本発明の第5実施の形態における表面実
装型アンテナの透過斜視図 (b)本発明の第5実施の形態における表面実装型アン
テナの断面図
【図8】(a)従来の表面実装型アンテナの透過斜視図 (b)従来の表面実装型アンテナの断面図
【符号の説明】
1 誘電体基板 2,11 貫通孔 2a 小径部 2b 大径部 3 段差部 4,12 貫通孔放射電極 4a 小径部放射電極 4b 大径部放射電極 4c 段差部放射電極 5 側面放射電極 6 給電電極 7 接地電極 8a,8b 開口部 9,13,14,15 切り欠き部 10 実装面

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体基板と、前記誘電体基板内に貫設さ
    れた貫通孔と、前記貫通孔の内面上に配設された貫通孔
    放射電極と、前記貫通孔放射電極と導通し、前記貫通孔
    の開口部を有する前記誘電体基板の一方側の側面上に配
    設された側面放射電極と、前記貫通孔放射電極と導通
    し、前記側面放射電極と対向する他方側の側面上に配設
    された給電電極と、前記他方側の側面上に前記給電電極
    と絶縁して配設された接地電極と、を備えた表面実装型
    アンテナであって、前記貫通孔が略同軸に連設された2
    以上の異形孔からなることを特徴とする表面実装型アン
    テナ。
  2. 【請求項2】誘電体基板と、前記誘電体基板内に貫設さ
    れた貫通孔と、前記貫通孔の内面上に配設された貫通孔
    放射電極と、前記貫通孔放射電極と導通し、前記貫通孔
    の開口部を有する前記誘電体基板の一方側の側面上に配
    設された側面放射電極と、前記貫通孔放射電極と導通
    し、前記側面放射電極と対向する他方側の側面上に配設
    された給電電極と、前記他方側の側面上に前記給電電極
    と絶縁して配設された接地電極と、を備えた表面実装型
    アンテナであって、前記誘電体基板の実装面と対向する
    表面に傾斜状、矩形状、溝状、孔状のいずれかの1以上
    の切り欠き部を有することを特徴とする表面実装型アン
    テナ。
  3. 【請求項3】前記切り欠き部が、前記接地電極が形成さ
    れた側面から前記実装面と対向する面にかけて矩形状に
    形成されていることを特徴とする請求項2に記載の表面
    実装型アンテナ。
  4. 【請求項4】前記切り欠き部が、前記実装面と対向する
    面に穿設された断面が略凹状の溝部であることを特徴と
    する請求項2に記載の表面実装型アンテナ。
  5. 【請求項5】前記切り欠き部が、前記実装面と対向する
    面に穿設された断面が略凹状の孔部であることを特徴と
    する請求項2に記載の表面実装型アンテナ。
  6. 【請求項6】前記切り欠き部が、前記接地電極が形成さ
    れた側面から前記実装面と対向する面にかけて傾斜状に
    形成されていることを特徴とする請求項2に記載の表面
    実装型アンテナ。
  7. 【請求項7】前記接地電極が略U字状に形成されている
    ことを特徴とする請求項1乃至6の内のいずれか1に記
    載の表面実装型アンテナ。
  8. 【請求項8】前記誘電体基板の実装面上に、前記側面放
    射電極、前記給電電極、前記接地電極と各々個別に導通
    する複数の固定用電極を備えていることを特徴とする請
    求項1乃至7の内のいずれか1に記載の表面実装型アン
    テナ。
  9. 【請求項9】前記実装面の面積S1に対する前記固定用
    電極の総面積S2の比が0<S2/S1≦0.3、好ま
    しくは0<S2/S1≦0.1であることを特徴とする
    請求項8に記載の表面実装型アンテナ。
  10. 【請求項10】前記誘電体基板が、平均粒径Rが0<R
    ≦10μm、好ましくは0<R≦5μmのセラミック粒
    子の焼結体からなることを特徴とする請求項1乃至9の
    内のいずれか1に記載の表面実装型アンテナ。
  11. 【請求項11】前記焼結体の焼結密度が92%以上、好
    ましくは95%以上であることを特徴とする請求項10
    に記載の表面実装型アンテナ。
  12. 【請求項12】前記焼結体の比誘電率の中心値が6〜1
    00であることを特徴とする請求項10又は11の内の
    いずれか1に記載の表面実装型アンテナ。
  13. 【請求項13】前記焼結体の表面粗さが10μm以下、
    好ましくは5μm以下であることを特徴とする請求項1
    0乃至12の内のいずれか1に記載の表面実装型アンテ
    ナ。
  14. 【請求項14】前記貫通孔放射電極,前記側面放射電
    極,前記給電電極,前記接地電極のいずれか1以上の電
    極及び/又は前記固定用電極が、抵抗率が2×10-7
    hm・cm以下の導電体からなることを特徴とする請求
    項1乃至13の内のいずれか1に記載の表面実装型アン
    テナ。
  15. 【請求項15】前記貫通孔放射電極,前記側面放射電
    極,前記給電電極,前記接地電極のいずれか1以上の電
    極及び/又は前記固定用電極が、金,銀,銅,銀−パラ
    ジウム合金のいずれか1以上からなることを特徴とする
    請求項1乃至14の内のいずれか1に記載の表面実装型
    アンテナ。
  16. 【請求項16】前記貫通孔放射電極,前記側面放射電
    極,前記給電電極,前記接地電極のいずれか1以上の電
    極及び/又は前記固定用電極が、表皮深さ以上、好まし
    くは表皮深さの2倍以上の厚みで形成されていることを
    特徴とする請求項1乃至15の内のいずれか1に記載の
    表面実装型アンテナ。
  17. 【請求項17】請求項1乃至16の内のいずれか1に記
    載の表面実装型アンテナの誘電体基板の実装面に接着剤
    を塗布した後、前記実装面をプリント基板に固着する工
    程を備えていることを特徴とする表面実装型アンテナの
    実装方法。
  18. 【請求項18】請求項1乃至16の内のいずれか1に記
    載の表面実装型アンテナの誘電体基板の実装面に両面テ
    ープを張りつけた後、前記実装面をプリント基板に固着
    する工程を備えていることを特徴とする表面実装型アン
    テナの実装方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020082732A (ko) * 2001-04-25 2002-10-31 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 표면 실장형 안테나 및 그것을 이용한 이동체 통신 장치

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