JPH10163738A

JPH10163738A - 表面実装型アンテナ及びその実装方法

Info

Publication number: JPH10163738A
Application number: JP31912896A
Authority: JP
Inventors: Kengo Shiiba; 健吾椎葉; Yasuki Nagatomo; 泰樹長友
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、プリント基板上に表面実装するこ
とが可能な表面実装型アンテナ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、（ａ）
誘電体基板１と、誘電体基板１内に貫設された貫通孔２
と、貫通孔２の内面に配設された放射電極３と、貫通孔
２の開口部を有する誘電体基板１の側面に放射電極３と
導通して配設された給電電極４と、を備えているか、
（ｂ）略直方体の誘電体基板１と、誘電体基板の一側面
に配設された放射電極３と、一側面と直交する側面に放
射電極３と導通して形成された給電電極４又は接地電極
と、を備えている構成よりなる。

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表面実装型アンテナ及びその
実装方法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（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔ
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が開発されている。
ここで、これらの一例として誘電体装荷アンテナを用い
た通信機の従来例を図面を参照しながら説明する。

【０００３】図１１は従来の誘電体装荷アンテナを用い
た通信機の斜視図である。図１１において、２０は通信
機本体、２１は雌型コネクタ、２２は誘電体装荷アンテ
ナ、２３は誘電体、２４は貫通孔、２５は表面電極、２
６は雄型コネクタ、２７は放射電極である。

【０００４】図１１に示した誘電体装荷アンテナ２２を
用いた通信機は、誘電体装荷アンテナ２２が通信機本体
２０に、各々の雌型コネクタ２１と雄型コネクタ２６を
介して装着接続されている。誘電体装荷アンテナ２２
は、円柱状の誘電体２３の長手方向に貫通孔２４が形成
された構成を有し、貫通孔２４の内周面には銅等の放射
電極２７が配設されている。また、誘電体２３の一端面
には、放射電極２７と導通した表面電極２５がほぼ全面
に形成されている。このような構成により、通信機本体
２０から放射電極２７への給電と、放射電極２７におけ
る高周波信号の受送信が可能となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の誘電体装荷アンテナでは通信機本体の外側に配設さ
れる必要があるため、小型化の妨げになるとともに、外
的要因により損傷したり、特性の低下等の耐久性におけ
る問題を有していた。また、高周波信号を受送信する際
に、通信機本体との間でコネクタを介して行うことか
ら、挿入損失の増加や共振周波数の変化等の不具合が生
じていた。さらに、コネクタを使用することで、部品点
数が増加してコスト増の一因になるとともに、アンテナ
を装着する際の作業性に欠けるといった課題を有してい
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、プリント基板上に表面実装することが可能な表面
実装型アンテナの提供、及びそのような表面実装型アン
テナを容易に実装できる作業性及び信頼性に優れた表面
実装型アンテナ及びその実装方法の提供を目的とする。

【０００７】

【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、（ａ）誘電体基板
と、誘電体基板内に貫設された貫通孔と、貫通孔の内周
面に配設された放射電極と、貫通孔の開口部を有する誘
電体基板の側面に放射電極と導通して配設された給電電
極と、を備えているか、（ｂ）略直方体の誘電体基板
と、誘電体基板の一側面に配設された放射電極と、一側
面と直交する側面に放射電極と導通して形成された給電
電極又は接地電極と、を備えている構成よりなる。

【０００８】この構成により、プリント基板上に表面実
装することが可能な表面実装型アンテナを提供すること
ができる。

【０００９】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をプリント基板上
に実装する表面実装型アンテナの実装方法であって、表
面実装型アンテナの放射電極における高周波電流の方向
が、プリント基板の被実装面と平行になるように実装す
る構成よりなる。

【００１０】この構成により、表面実装型アンテナを容
易にプリント基板上に実装可能な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。

【００１１】

【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、貫通孔の内周面に配設された放射電極と、貫通孔の
開口部を有する誘電体基板の側面に放射電極と導通して
配設された給電電極と、を備えたこととしたものであ
り、プリント基板上にアンテナを表面実装することが可
能になるという作用を有する。

【００１２】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、その他の多角形等の
いずれの形状でもよいが、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。

【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、誘電体基板の断面が、正方
形，長方形，多角形，円形，楕円形のいずれか１の形状
を有し、貫通孔の断面が正方形，長方形，多角形，円
形，楕円形のいずれか１の形状に形成されていることと
したものであり、誘電体基板の外形、特に誘電体基板の
側面の形状や高さ、大きさが制約される場合にも、これ
に応じて自在に貫通孔を形成することができるという作
用を有する。

【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、誘電体基板が略円柱状で、そ
の中心軸に平行な切断面を有することとしたものであ
り、略円柱状であるため誘電体基板の製造や誘電体基板
への貫通孔の形成等の成形加工を容易に行うことができ
るとともに、平坦な切断面をプリント基板への実装面と
することができるため、プリント基板へ簡単に実装可能
で、かつ安定に固定することができるという作用を有す
る。

【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至３の内のいずれか１に記載の発明において、給電
電極と同一側面に給電電極と絶縁して配設された接地電
極と、給電電極が形成された側面と対向する側面に貫通
孔の内周面から延設された放射電極と、を有することと
したものであり、接地電極とこれと対向する側面まで延
設された放射電極とを有することにより、新たなキャパ
シタンス成分及びインダクタンス成分が得られることで
周波数帯域幅をより低周波側まで広げることができると
いう作用を有する。

【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４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又は溝部放射電極との間
のキャパシタンス成分が大きくなり、アンテナをより小
型化することが可能になるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、略直方
体の誘電体基板と、誘電体基板の一側面に配設された放
射電極と、一側面と直交する側面に放射電極と導通して
形成された給電電極又は接地電極と、を備えていること
としたものであり、プリント基板上にアンテナを表面実
装することが可能になるという作用を有する。

【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
６に記載の発明において、給電電極と同一側面に給電電
極と絶縁して配設された接地電極と、給電電極と対向す
る側面に延設された放射電極と、を備えたこととしたも
のであり、接地電極とこれと対向する側面まで延設され
た放射電極とを有することにより、新たなキャパシタン
ス成分及びインダクタンス成分が得られることで周波数
帯域幅をより低周波側まで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、放射電極、給電電極、接地電極の
いずれか１以上の電極と個別に導通して配設された固定
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。

【００２０】ここで、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、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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項６に記載の発明において、放射電極と対向する側面及
び給電電極と同一側面並びに給電電極と対向する側面に
連続して配設された接地電極を備え、給電電極と接地電
極は絶縁されているとともに、放射電極と給電電極がマ
イクロスプリットラインにより接続されていることとし
たものであり、給電電極から放射電極へ伝送される信号
の反射がなくなり、インピーダンスの整合がなされ、伝
送ロスが低減するという作用を有する。

【００２４】ここで、マイクロスプリットラインは表面
実装型アンテナの共振周波数の波長の１／４の長さの電
気長で形成される。

【００２５】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項６に記載の発明において、放射電極と対向する側面に
配設された接地電極と、接地電極が形成された側面まで
延設された給電電極と、放射電極に直交して誘電体基板
に貫設された小径貫通孔と、小径貫通孔の内周面に形成
され、放射電極と給電電極とを導通する小径貫通孔電極
と、を備えたこととしたものであり、小径貫通孔の位置
を調整することにより簡単にインピーダンス整合を行う
ことができるという作用を有する。

【００２６】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項１乃至１１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。

【００２７】セラミック粒子の平均粒径が、５μｍより
も大きくなるにつれて、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。

【００２８】本発明の請求項１３に記載の発明は、請求
項１２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、誘電体損失の増加を防止するとともに、誘電体基
板の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。

【００２９】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１２又は１３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。

【００３０】このような材料の具体例としては、２Ｍｇ
ＯＳｉＯ₂−ＳｒＴｉＯ₃（９），ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴ
ｉＯ₃（２１），Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ₃（２４），Ｂａ
（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ₃（２５），Ｂａ（Ｎｂ，Ｔ
ａ）Ｏ₃−Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ ₃（３０），Ｂａ（Ｓ
ｎ，Ｎｂ）Ｏ₃−Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ₃（３０），Ｂａ
（Ｚｒ，Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ₃（３０），（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ）ＺｒＯ₃（３０），ＢａＯ−ＴｉＯ₂−ＷＯ₃（３
７），（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ₄（３８），ＢａＴｉ₉Ｏ₂₀
（４０），ＢａＯ−Ｓｍ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂（６０），Ｂａ
Ｏ−Ｓｍ₂Ｏ₃−５ＴｉＯ₂（７７），ＢａＯ−ＰｂＯ−
Ｎｄ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₃（９０），ＢａＯ−Ｎｄ₂Ｏ₃−Ｓｍ₂
Ｏ₃−ＴｉＯ₂（９５），ＣａＴｉＯ₃（１８０），Ｓｒ
ＴｉＯ₃（２７０）等が挙げられる。尚、カッコ内の数
値は比誘電率を示している。

【００３１】また、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。

【００３２】本発明の請求項１５に記載の発明は、請求
項１２乃至１４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、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。

【００３３】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
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、１
０μｍ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。

【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、
放射電極，給電電極，接地電極，固定用電極のいずれか
１以上の電極が、抵抗率が２×１０^-7ｏｈｍ・ｃｍ以下
の導電体から形成されてい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。

【００３５】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。

【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に記載の発明において、
放射電極，給電電極，接地電極，固定用電極のいずれか
１以上の電極が、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いう作用
を有する。

【００３７】本発明の請求項１８に記載の発明は、請求
項１乃至１７の内のいずれか１に記載の発明において、
放射電極，給電電極，接地電極，固定用電極のいずれか
１以上の電極が、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、下地となる誘電体基板の表面粗さの影響を吸収し
て、放射電極，給電電極，接地電極，固定用電極におい
て、電極の抵抗による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。

【００３８】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、放射電極，給電電極，接地電極，固定用電極の
いずれか１以上の電極の厚みが薄くなるにつれて、電極
に誘電体基板の表面粗さが反映され易くなり、誘電体基
板の表面粗さが大きい場合には電極における抵抗が増加
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。

【００３９】本発明の請求項１９に記載の発明は、請求
項１乃至１８の内のいずれか１に記載の表面実装型アン
テナをプリント基板上に実装する表面実装型アンテナの
実装方法であって、表面実装型アンテナの放射電極を流
れる高周波電流の方向とプリント基板が平行になるよう
に、プリント基板上に表面実装型アンテナを実装するこ
ととしたものであり、表面実装型アンテナを容易にプリ
ント基板上に実装可能で、実装方法の作業性及び信頼性
を高めることができるとともに、実効的な表面実装型ア
ンテナのＱ値が低下して広帯域な周波数特性を得ること
ができるという作用を有する。

【００４０】本発明の請求項２０に記載の発明は、請求
項１９に記載の発明において、表面実装型アンテナの放
射電極，給電電極，接地電極のいずれか１以上をプリン
ト基板上の対応するパターン電極に接続することとした
ものであり、プリント基板上のパターン電極と容易に接
続することができるという作用を有する。

【００４１】本発明の請求項２１に記載の発明は、請求
項１９又は２０の内のいずれか１に記載の発明におい
て、表面実装型アンテナの誘電体基板の実装面とプリン
ト基板を接着剤により固着す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。

【００４２】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。

【００４３】本発明の請求項２２に記載の発明は、請求
項１９又は２０の内のいずれか１に記載の発明におい
て、表面実装型アンテナの誘電体基板の実装面とプリン
ト基板を両面テープにより固着す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。

【００４４】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。

【００４５】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をプリント基板に実装した
状態を示す斜視図、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、１は誘電体基板、２は貫通
孔、３は放射電極、４は給電電極、５はプリント基板、
６は給電用パターン電極、７ははんだである。

【００４６】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の内部に略直線状に貫設された貫通孔
２と、を有し、貫通孔２の内周面には放射電極３が、ま
た貫通孔２の開口部がある誘電体基板１の側面には放射
電極３と導通して給電電極４が形成されている。この構
成により、プリント基板５上にアンテナを表面実装する
ことが可能となる。

【００４７】また、本実施の形態における表面実装型ア
ンテナをプリント基板５上に実装するには、まずプリン
ト基板５上に載置するか、接着剤又は両面テープにより
固着する。後者の場合、実装後の表面実装型アンテナの
耐衝撃性や耐応力性を向上させることができる。次に、
給電電極４とプリント基板５上の給電用パターン電極６
をはんだ７で接続する。この時、貫通孔２内の放射電極
３における高周波電流の方向が、矢印で示したようにプ
リント基板５の被実装面と平行になるように実装する。
このように実装することで、実装方法の作業性及び信頼
性を高めることができるとともに、実効的な表面実装型
アンテナのＱ値が低下して広帯域な周波数特性を得るこ
とができる。

【００４８】（実施の形態２）図２（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をプリント基
板に実装した状態を示す斜視図、図２（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２（ａ），（ｂ）において、８は接地電極、９
は接地用パターン電極であり、誘電体基板１、貫通孔
２、放射電極３、給電電極４、プリント基板５、給電用
パターン電極６、はんだ７は第１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。

【００４９】本実施の形態の表面実装型アンテナが第１
実施の形態と異なるのは、給電電極４と同一側面に給電
電極４と絶縁して接地電極８が形成されており、給電電
極４が形成された側面と対向する側面に貫通孔２の内周
面から放射電極３が延設して形成されていることであ
る。これにより、接地電極８とこれと対向する側面まで
延設された放射電極３の間で、新たなキャパシタンス成
分及びインダクタンス成分が得られることで周波数帯域
幅をより低周波側まで広げることができる。尚、本実施
の形態における表面実装型アンテナも第１実施の形態と
同様な方法により、プリント基板５上に実装される。

【００５０】以上のように本実施の形態によれば、第１
実施の形態と同様な作用が得られるとともに、受送信可
能な周波数帯域幅を低周波側へ広げることができる。

【００５１】（実施の形態３）図３（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斜視図、図
３（ｂ）は本発明の第３実施の形態における表面実装型
アンテナをプリント基板に実装する状態を示す斜視図で
ある。図３（ａ），（ｂ）において、１０，１１，１２
は固定用電極、１３は放射用パターン電極であり、誘電
体基板１、貫通孔２、放射電極３、給電電極４、プリン
ト基板５、給電用パターン電極６、接地電極８、接地用
パターン電極９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。

【００５２】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をプリン
ト基板５に実装する際の実装面上に、放射電極３、給電
電極４、接地電極８の各電極と個別に導通して配設され
た固定用電極１０，１１，１２を備えていることであ
る。尚、図示していないが放射電極３は、第２実施の形
態と同様に貫通孔２の内周面から側面まで延設して形成
されている。

【００５３】このように固定用電極１０，１１，１２を
有することで、本実施の形態の表面実装型アンテナをプ
リント基板５上に実装する際には、固定用電極１０，１
１，１２をそれぞれプリント基板５上に形成された放射
用パターン電極１３，給電用パターン電極６，接地用パ
ターン電極９に面接触させて導通させることができる。
したがって、表面実装型アンテナを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５上に容易にか
つ作業性よく実装することが可能となる。

【００５４】以上のように本実施の形態によれば、第２
実施の形態と同様な作用が得られるとともに、プリント
基板上へ実装する際の作業性を高め、表面実装における
量産性や信頼性を向上することが可能となる。

【００５５】（実施の形態４）図４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斜視図である。図
４において、１４は給電電極、１５は接地電極であり、
誘電体基板１、貫通孔２、放射電極３、固定用電極１
０，１１，１２は、第３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。

【００５６】本実施の形態が第３実施の形態と異なるの
は、接地電極１５が給電電極１４を囲むように略Ｕ字状
に形成されていることである。尚、図示していないが、
放射電極３は第２実施の形態と同様に貫通孔２の内周面
から側面まで延設して形成されている。

【００５７】このように接地電極１５が略Ｕ字状に形成
されていることで、第３実施の形態に比べて給電電極１
４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１５の面積が大きく
なるため、接地電極１５と放射電極３との間のキャパシ
タンス成分が大きくなり、アンテナをより小型化するこ
とが可能になる。

【００５８】以上のように本実施の形態によれば、第３
実施の形態と同様な作用が得られるとともに、アンテナ
特性の指向性の向上とアンテナの小型化を図ることがで
きる。

【００５９】（実施の形態５）図５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斜視図である。図
５において、１６は切断面であり、誘電体基板１、貫通
孔２、放射電極３、固定用電極１０，１１，１２、給電
電極１４、接地電極１５は、第４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。

【００６０】本実施の形態が第４実施の形態と異なるの
は、誘電体基板１が略円柱状で、その中心軸に平行な切
断面１６を有することである。尚、図示していないが、
放射電極３は第２実施の形態と同様に貫通孔２の内周面
から側面まで延設して形成されている。

【００６１】このように誘電体基板１が略円柱状である
ため誘電体基板１の製造や誘電体基板１への貫通孔２の
形成等の成形加工を容易に行うことができるとともに、
平坦な切断面１６をプリント基板への実装面とすること
ができるため、プリント基板へ簡単に実装可能で、かつ
安定に固定することができる。

【００６２】以上のように本実施の形態によれば、第４
実施の形態と同様な作用が得られるとともに、誘電体基
板の成形加工性及び表面実装時の作業性と安定性の向上
を図ることができる。

【００６３】（実施の形態６）図６は本発明の第６実施
の形態における表面実装型アンテナをプリント基板上に
実装した状態を示す斜視図である。図６において、誘電
体基板１、放射電極３、給電電極４、プリント基板５、
給電用パターン電極６は第１実施の形態と同様のもので
あるが、図６に示したように、本実施の形態における誘
電体基板１は略直方体であり、その一側面に配設された
放射電極３と、この側面と直交する側面に放射電極３と
導通して形成された給電電極４と、を備えている。この
構成により、第１実施の形態と同様に、プリント基板５
上にアンテナを表面実装することが可能となる。

【００６４】また、本実施の形態における表面実装型ア
ンテナも、第１実施の形態に示した実装方法と同様な方
法でプリント基板５上に実装され、給電電極４と給電用
パターン電極６がはんだ等により接続される。尚、誘電
体基板１の実装面には、第３実施の形態に示したような
給電電極４と導通した固定用電極を設けてもよい。

【００６５】（実施の形態７）図７は本発明の第７実施
の形態における表面実装型アンテナをプリント基板に実
装した状態を示す斜視図である。図７において、誘電体
基板１、放射電極３、プリント基板５、接地電極８、接
地用パターン電極９、放射用パターン電極１３は第３実
施の形態と同様のものであるが、図７に示したように、
本実施の形態における誘電体基板１は略直方体であり、
その一側面に配設された放射電極３と、この側面と直交
する側面に放射電極３と導通して形成された接地電極８
と、を備えている。この構成により、第１実施の形態と
同様に、プリント基板５上にアンテナを表面実装するこ
とが可能となる。

【００６６】また、本実施の形態における表面実装型ア
ンテナも、第１実施の形態に示した実装方法と同様な方
法でプリント基板５上に実装され、放射電極３と放射用
パターン電極１３、接地電極８と接地用パターン電極９
が、それぞれはんだ等により接続される。尚、誘電体基
板１の実装面には、第３実施の形態に示したような放射
電極３及び接地電極８と各々個別に導通した固定用電極
を設けてもよい。

【００６７】（実施の形態８）図８は本発明の第８実施
の形態における表面実装型アンテナをプリント基板に実
装した状態を示す斜視図である。図８において、誘電体
基板１、放射電極３、給電電極４、プリント基板５、給
電用パターン電極６、接地電極８、接地用パターン電極
９は第２実施の形態と同様のものであるが、図８に示し
たように、本実施の形態における誘電体基板１は略直方
体であり、同一側面上に絶縁して配設された給電電極４
及び接地電極８と、この側面と直交する側面から対向す
る側面にかけて延設され、給電電極４と導通した放射電
極３、を備えている。この構成により、第１実施の形態
と同様に、プリント基板５上にアンテナを表面実装する
ことが可能になるとともに、第６実施の形態や第７実施
の形態に比べて、対向する側面上に形成されている接地
電極８と放射電極３の間で、新たなキャパシタンス成分
及びインダクタンス成分が得られることで周波数帯域幅
をより低周波側まで広げることができる。

【００６８】また、本実施の形態における表面実装型ア
ンテナも、第１実施の形態に示した実装方法と同様な方
法でプリント基板５上に実装され、給電電極４と給電用
パターン電極６、接地電極８と接地用パターン電極９
が、それぞれはんだ等により接続される。尚、誘電体基
板１の実装面には、第３実施の形態に示したような給電
電極４、接地電極８と各々個別に導通した固定用電極を
設けてもよい。

【００６９】（実施の形態９）図９は本発明の第９実施
の形態における表面実装型アンテナをプリント基板上に
実装する状態を示す斜視図である。図９において、１７
は小径貫通孔であり、誘電体基板１、放射電極３、給電
電極４、プリント基板５、給電用パターン電極６、接地
電極８、接地用パターン電極９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。

【００７０】本実施の形態における表面実装型アンテナ
は、誘電体基板１の表面に形成された放射電極３と、こ
の表面と直交する一側面から表面と対向する裏面まで延
設して形成された給電電極４と、裏面に給電電極４と絶
縁して形成された接地電極８と、を備えている。また、
誘電体基板１は表面と裏面の間に貫設された小径貫通孔
１７及びこの小径貫設孔の内周面に形成された小径貫通
孔電極（図示せず）を有しており、小径貫通孔電極を介
して放射電極３と給電電極４が導通されている。このよ
うな構成により、第１実施の形態と同様に、プリント基
板５上にアンテナを表面実装することが可能になるとと
もに、第６実施の形態〜第８実施の形態に比べて、小径
貫通孔の位置を放射電極の適切な位置（相対的な位置）
に配置することにより容易にインピーダンス整合を実施
することが可能になる。

【００７１】また、本実施の形態における表面実装型ア
ンテナも、第１実施の形態に示した実装方法と同様な方
法でプリント基板５上に実装され、給電電極４と給電用
パターン電極６、接地電極８と接地用パターン電極９
が、それぞれはんだ等により接続される。

【００７２】（実施の形態１０）図１０は本発明の第１
０実施の形態における表面実装型アンテナをプリント基
板上に実装する状態を示す斜視図である。図１０におい
て、１８はマイクロスプリットラインであり、誘電体基
板１、放射電極３、給電電極４、プリント基板５、給電
用パターン電極６、接地電極８、接地用パターン電極９
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。

【００７３】本実施の形態における表面実装型アンテナ
は、誘電体基板１の表面に形成された放射電極３と、こ
の表面と直交する一側面から表面及び裏面まで延設して
形成された給電電極４と、放射電極３と対向する裏面及
び給電電極４と同一側面並びに給電電極４と対向する側
面に延設された接地電極８と、を備えている。また、給
電電極４と接地電極８は表面及び裏面において絶縁され
ており、放射電極３と給電電極４は共振周波数の波長の
１／４の長さの電気長を有するマイクロスプリットライ
ン１８により表面で導通されている。このような構成に
より、第１実施の形態と同様に、プリント基板５上にア
ンテナを表面実装することが可能になるとともに、第６
実施の形態、第８実施の形態に比べて、給電電極４から
放射電極３へ伝送される信号の反射がなくなり、インピ
ーダンスの整合がなされ、伝送ロスを低減することがで
きる。

【００７４】また、本実施の形態における表面実装型ア
ンテナも、第１実施の形態に示した実装方法と同様な方
法でプリント基板５上に実装され、給電電極４と給電用
パターン電極６、接地電極８と接地用パターン電極９
が、それぞれはんだ等により接続される。

【００７５】

【発明の効果】以上のように本発明の表面実装型アンテ
ナによれば、アンテナをプリント基板に表面実装できる
ことから、通信機器の小型化が可能になるとともに、ア
ンテナを通信機器の内部に収納できるため、アンテナに
直接外力が加わることがなく、アンテナの機械的強度や
耐久性が向上し、また外的要因によるアンテナ特性の変
化を防止することができるという優れた効果が得られ
る。

【００７６】また、アンテナの接続にコネクタ等が不要
で通信機内の内部回路と最短距離で接続できることか
ら、挿入損失の増加や共振周波数の変化等を防止できる
とともに、部品点数の削減、低コスト化、軽量化、薄型
化等を図ることが可能になるという優れた効果が得られ
る。

【００７７】またこれらの効果とともに、周波数帯域を
広げることが可能であり、アンテナ利得が大きく、かつ
特性のばらつきが小さい、耐環境性、量産性、信頼性に
優れた表面実装型アンテナを実現できるという優れた効
果が得られる。

【００７８】また、本発明の表面実装型アンテナの実装
方法によれば、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
装型アンテナをプリント基板に実装した状態を示す斜視
図（ｂ）本発明の第１実施の形態における表面実装型アン
テナの斜視図

【図２】（ａ）本発明の第２実施の形態における表面実
装型アンテナをプリント基板に実装した状態を示す斜視
図（ｂ）本発明の第２実施の形態における表面実装型アン
テナの斜視図

【図３】（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
テナをプリント基板に実装する状態を示す斜視図

【図４】本発明の第４実施の形態における表面実装型ア
ンテナの斜視図

【図５】本発明の第５実施の形態における表面実装型ア
ンテナの斜視図

【図６】本発明の第６実施の形態における表面実装型ア
ンテナをプリント基板上に実装した状態を示す斜視図

【図７】本発明の第７実施の形態における表面実装型ア
ンテナをプリント基板に実装した状態を示す斜視図

【図８】本発明の第８実施の形態における表面実装型ア
ンテナをプリント基板に実装した状態を示す斜視図

【図９】本発明の第９実施の形態における表面実装型ア
ンテナをプリント基板上に実装する状態を示す斜視図

【図１０】本発明の第１０実施の形態における表面実装
型アンテナをプリント基板上に実装する状態を示す斜視
図

【図１１】従来の誘電体装荷アンテナを用いた通信機の
斜視図

【符号の説明】

１誘電体基板２貫通孔３放射電極４給電電極５プリント基板６給電用パターン電極７はんだ８接地電極９接地用パターン電極１０，１１，１２固定用電極１３放射用パターン電極１４給電電極１５接地電極１６切断面１７小径貫通孔１８マイクロスプリットライン２０通信機本体２１雌型コネクタ２２誘電体装荷アンテナ２３誘電体２４貫通孔２５表面電極２６雄型コネクタ２７放射電極

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記貫通孔の内周面に配設された放射電
極と、前記貫通孔の開口部を有する前記誘電体基板の側
面に前記放射電極と導通して配設された給電電極と、を
備えたことを特徴とする表面実装型アンテナ。
【請求項２】前記誘電体基板の断面が、正方形，長方
形，多角形，円形，楕円形のいずれか１の形状を有し、
前記貫通孔の断面が正方形，長方形，多角形，円形，楕
円形のいずれか１の形状に形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項３】前記誘電体基板が略円柱状で、その中心軸
に平行な切断面を有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。
【請求項４】前記給電電極と同一側面に前記給電電極と
絶縁して配設された接地電極と、前記給電電極が形成さ
れた側面と対向する側面に前記貫通孔の内周面から延設
された放射電極と、を有することを特徴とする請求項１
乃至３の内のいずれか１に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項５】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４に記載の表面実装型アンテ
ナ。
【請求項６】略直方体の誘電体基板と、前記誘電体基板
の一側面に配設された放射電極と、前記一側面と直交す
る側面に前記放射電極と導通して形成された給電電極又
は接地電極と、を備えていることを特徴とする表面実装
型アンテナ。
【請求項７】前記給電電極と同一側面に前記給電電極と
絶縁して配設された接地電極と、前記給電電極と対向す
る側面に延設された放射電極と、を備えたことを特徴と
する請求項６に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項８】前記誘電体基板の実装面上に、前記放射電
極、前記給電電極、前記接地電極のいずれか１以上の電
極と個別に導通して配設された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。
【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。
【請求項１０】前記放射電極と対向する側面及び前記給
電電極と同一側面並びに前記給電電極と対向する側面に
連続して配設された接地電極を備え、前記給電電極と前
記接地電極は絶縁されているとともに、前記放射電極と
前記給電電極がマイクロスプリットラインにより接続さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の表面実装型
アンテナ。
【請求項１１】前記放射電極と対向する側面に配設され
た接地電極と、前記接地電極が形成された側面まで延設
された前記給電電極と、前記放射電極に直交して前記誘
電体基板に貫設された小径貫通孔と、前記小径貫通孔の
内周面に形成され、前記放射電極と前記給電電極とを導
通する小径貫通孔電極と、を備えたことを特徴とする請
求項６に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項１２】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１１
の内のいずれか１に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項１３】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１２
に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項１４】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１２又は１３の内の
いずれか１に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項１５】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
２乃至１４の内のいずれか１に記載の表面実装型アンテ
ナ。
【請求項１６】前記放射電極，前記給電電極，前記接地
電極，前記固定用電極のいずれか１以上の電極が、抵抗
率が２×１０^-7ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電体から形成され
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。
【請求項１７】前記放射電極，前記給電電極，前記接地
電極，前記固定用電極のいずれか１以上の電極が、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１６の内のいずれか１に
記載の表面実装型アンテナ。
【請求項１８】前記放射電極，前記給電電極，前記接地
電極，前記固定用電極のいずれか１以上の電極が、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１７の内のい
ずれか１に記載の表面実装型アンテナ。
【請求項１９】請求項１乃至１８の内のいずれか１に記
載の表面実装型アンテナをプリント基板上に実装する表
面実装型アンテナの実装方法であって、前記表面実装型
アンテナの前記放射電極を流れる高周波電流の方向と前
記プリント基板が平行になるように、前記プリント基板
上に前記表面実装型アンテナを実装することを特徴とす
る表面実装型アンテナの実装方法。
【請求項２０】前記表面実装型アンテナの前記放射電
極，前記給電電極，前記接地電極のいずれか１以上を前
記プリント基板上の対応するパターン電極に接続するこ
とを特徴とする請求項１９に記載の表面実装型アンテナ
の実装方法。
【請求項２１】前記表面実装型アンテナの前記誘電体基
板の実装面と前記プリント基板を接着剤により固着する
ことを特徴とする請求項１９又は２０の内のいずれか１
に記載の表面実装型アンテナの実装方法。
【請求項２２】前記表面実装型アンテナの前記誘電体基
板の実装面と前記プリント基板を両面テープにより固着
することを特徴とする請求項１９又は２０の内のいずれ
か１に記載の表面実装型アンテナの実装方法。