JPH11251815A - 表面実装型アンテナおよびそれを搭載した通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形で、実装基板への搭載時の特性ばらつき
の少ない表面実装型アンテナおよびそれを搭載した通信
機を提供する。 【解決手段】 基体２の他方主面２ｂに形成された放射
電極３の開放端３ａと、基体２の一方主面２ａに形成さ
れたグランド電極２１を、基体２を介して対向させて形
成する。 【効果】 放射電極３の開放端３ａとグランド電極２１
を面で対向させることにより、その間の静電容量を従来
に比べて増やすことができ、その分だけインダクタンス
成分を減らして放射電極３の長さを短くして表面実装型
アンテナ２０の小形化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型アンテ
ナおよびそれを搭載した通信機、特に移動体通信機など
に用いられる表面実装型アンテナおよびそれを搭載した
通信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の移動体通信機、特にＰＨＳなどの
携帯電話の小形化・軽量化が進む中で、そこに搭載され
るアンテナにおいても更なる小形化が要求されるように
なってきている。

【０００３】図８に、従来の表面実装型アンテナとし
て、特開平１０−１３１３９号公報にその基本構成が示
されている表面実装型アンテナを示す。図８において、
表面実装型アンテナ１は、絶縁体の１つであるセラミッ
クスや樹脂などの誘電体からなる直方体状の基体２の表
面にいくつかの電極を形成して構成されている。まず、
基体２の他方主面２ｂから１つの端面２ｄを介して再び
他方主面２ｂにかけてストリップ状の放射電極３が形成
されている。放射電極３の一端は開放端３ａを形成し、
他端は基体２の端面２ｃから一方主面２ａにかけて形成
された第１のグランド端子４に接続されている。また、
基体２の他方主面２ｂには放射電極３に隣接して給電電
極５が形成され、給電電極５の一端は基体２の端面２ｃ
から一方主面２ａにかけて形成された給電端子６に接続
されている。同じく、基体２の他方主面２ｂには放射電
極３の開放端３ａに近接してグランド電極７が形成さ
れ、グランド電極７の一端は基体２の端面２ｃから一方
主面２ａにかけて形成された第２のグランド端子８に接
続されている。また、基体２の一方主面２ａには放射電
極３に接続して固定用端子９および１０が形成されてい
る。ここで、第１および第２のグランド端子４および
８、給電端子６、固定用端子９および１０の５つの電極
は、表面実装型アンテナ１を実装基板（図示せず）に搭
載するときに、実装基板側のグランド電極や給電線路、
固定用電極と半田付けなどによって接続される電極であ
るため、その他の電極と区別するために端子と表現して
いる。

【０００４】このように構成された表面実装型アンテナ
１において、給電端子６に高周波信号が入力されると、
給電電極５と放射電極３の開放端３ａとの間に形成され
る静電容量を介して、放射電極３に高周波信号が伝達さ
れる。放射電極３は、放射電極３自身のインダクタンス
成分と、開放端３ａとグランド電極７との間に形成され
る静電容量とで共振し、その共振のエネルギーの一部が
電波として空間に放射され、アンテナとして機能する。
また逆に、表面実装型アンテナ１に入射した電波は放射
電極３で共振し、そのエネルギーは放射電極３の開放端
３ａと給電電極５との間に形成される静電容量を介して
給電電極５に伝達され、給電端子６から出力される。

【０００５】なお、表面実装型アンテナ１から放射され
る電波および受信する電波は、その電界成分が図８に示
す座標で主としてｚ軸方向に振動する電波となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８の表面実装型アン
テナ１において、同じ共振周波数のまま小形化を図る方
法としては、放射電極３の開放端３ａとグランド電極７
との間に形成される静電容量を増加させ、その分だけイ
ンダクタンス成分を減らすために放射電極３を短くし、
これによって基体２のｚ軸方向の長さを短縮するという
ことが考えられる。しかしながら、放射電極３の開放端
３ａとグランド電極７は基体２の同じ面、すなわち他方
主面２ｂ上で互いに近接させて形成しているため、静電
容量を増加させるためには両者をさらに近づける必要が
あるが、厚膜印刷における印刷精度には限界があり、薄
膜を利用する場合にはコストアップとなる可能性があ
り、静電容量の増加には技術的、価格的な面で限界があ
り、表面実装型アンテナ１の更なる小形化は難しいとい
う問題があった。

【０００７】次に、図９に、表面実装型アンテナ１を実
装基板に搭載した状態を示す。図９において、表面実装
型アンテナ１の第２のグランド端子８は、実装基板１１
上のグランド電極１２のうち第２のグランド端子８に対
応して形成された部分１２ａに半田付けなどで接続され
ている。この時、放射電極３の開放端３ａと実装基板１
１上のグランド電極１２ａとの間には基体２を介して比
較的大きな静電容量１３が形成される。そして、表面実
装型アンテナ１の実装基板１１上での位置がずれると、
放射電極３の開放端３ａと実装基板１１上のグランド電
極１２ａとの位置関係が変化し、静電容量１３が大きく
ばらつき、それによって表面実装型アンテナ１の共振周
波数や利得、帯域幅などの特性がばらつき、搭載後の調
整が必要になるという問題もある。

【０００８】そこで、本発明は、小形で、実装基板に搭
載した時の特性ばらつきの少ない表面実装型アンテナお
よびそれを搭載した通信機を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の表面実装型アンテナは、一方主面、他方
主面および複数の端面を有する絶縁体からなる基体と、
該基体の表面に一端を開放端として形成されたストリッ
プ状の放射電極と、該放射電極の他端に接続して形成さ
れた第１のグランド端子と、前記基体の表面に形成され
た給電電極と、該給電電極に接続して形成された給電端
子と、前記放射電極の開放端と前記基体を介して対向し
て形成されたグランド電極と、該グランド電極に接続し
て形成された第２のグランド端子からなることを特徴と
する。

【００１０】また、本発明の表面実装型アンテナは、前
記第１および第２のグランド端子を接続して一体に形成
したことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の表面実装型アンテナは、前
記第１および第２のグランド端子と前記給電端子を、前
記基体の端面に設けた凹部に形成したことを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明の通信機は、上記の表面実装
型アンテナを搭載したことを特徴とする。

【００１３】このように構成することにより、本発明の
表面実装型アンテナは小形化と実装基板への搭載時のば
らつきの低減を図ることができる。また、本発明の表面
実装型アンテナを搭載した通信機は小形化と実装コスト
の低減を図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の表面実装型アン
テナの一実施例を示す。図１で、図８と同一もしくは同
等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。

【００１５】図１の表面実装型アンテナ２０において、
基体２の一方主面２ａには、放射電極３の開放端３ａに
対し基体２を介して対向させてグランド電極２１が形成
され、グランド電極２１の一端は基体２の端面２ｃに形
成された第２のグランド端子２２に接続されている。

【００１６】このように、放射電極３の開放端３ａを基
体２の他方主面２ｂに形成し、グランド電極２１を基体
２の一方主面２ａに開放端３ａに対向させて形成してい
るため、両者が面で対向することにより対向面積が大き
くなり、その結果、放射電極３の開放端３ａとグランド
電極２１との間には大きな静電容量を容易に形成するこ
とができる。そのため、放射電極３の開放端３ａとグラ
ンド電極２１との間の静電容量を、従来の表面実装型ア
ンテナ１の放射電極３の開放端３ａとグランド電極７と
の間の静電容量に比べて容易に増やすことができ、その
分だけ放射電極３のインダクタンス成分を減らすことが
でき、長さを短くして表面実装型アンテナ２０の小形化
を図ることができる。

【００１７】なお、本願発明者の実験によれば、従来の
表面実装型アンテナ１と本発明の表面実装型アンテナ２
０を同じサイズで比較した場合、帯域幅が１５．１ＭＨ
ｚから１５．３ＭＨｚに、ＸＹ面利得（偏波面がＸ−Ｙ
面に垂直、すなわち電界成分がＺ軸方向に振動する電波
に対する利得）が最大で−３．１ｄＢｄから−２．７ｄ
Ｂｄに、平均で−４．８ｄＢｄから−４．５ｄＢｄにそ
れぞれ改善しており、利得向上の効果も得られる。

【００１８】次に、図２に、表面実装型アンテナ２０を
実装基板に搭載した状態を示す。図２で、図９と同一も
しくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略
する。図２において、表面実装型アンテナ２０のグラン
ド電極２１は、実装基板１１のグランド電極１２のうち
第２のグランド端子２２に対応して形成された部分１２
ａよりも大きく形成されている。そのため、放射電極３
の開放端３ａと実装基板１１のグランド電極１２ａとの
間に形成される静電容量は、放射電極３の開放端３ａと
グランド電極２１との間で形成される静電容量に比べて
十分に小さく、表面実装型アンテナ２０の実装基板１１
上での位置が多少ずれても、静電容量の変化が少ないた
め共振周波数や利得、帯域幅などの特性があまりばらつ
かず、搭載後の調整がほとんど不用になる。

【００１９】図３に、本発明の表面実装型アンテナの別
の実施例を示す。図３で、図１と同一もしくは同等の部
分には同じ記号を付し、その説明は省略する。

【００２０】図３の表面実装型アンテナ３０において、
放射電極３１は基体２の他方主面２ｂから端面２ｄを介
して基体２の一方主面２ａにかけてストリップ状に形成
され、その一端は開放端３１ａを形成し、他端は第１の
グランド端子４に接続されている。また、基体２の他方
主面２ｂには、放射電極３１の開放端３１ａに対し基体
２を介して対向させてグランド電極３２が形成され、グ
ランド電極３２の一端は基体２の端面２ｃから一方主面
２ａにかけて形成された第２のグランド端子３３に接続
されている。すなわち、図１の表面実装型アンテナ２０
とは、放射電極の開放端と、それに対向させて形成され
たグランド電極との位置関係が、基体２の一方主面２ａ
と他方主面２ｂで逆になっている点だけが異なってい
る。

【００２１】このように、放射電極３１の開放端３１ａ
を基体２の一方主面２ａに形成し、グランド電極３２を
基体２の他方主面２ｂに形成しても、図１の表面実装型
アンテナ２０と同様に、放射電極３１の開放端３１ａと
グランド電極３２との対向面積が大きくなることによっ
て、放射電極３１の開放端３１ａとグランド電極３２と
の間の静電容量を大きく取ることができ、表面実装型ア
ンテナ３０の小形化を図ることができる。また、実装基
板に搭載したときのアンテナ特性の変化も少なくするこ
とができる。

【００２２】図４に、本発明の表面実装型アンテナのさ
らに別の実施例を示す。図４で、図１と同一もしくは同
等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。

【００２３】図４の表面実装型アンテナ４０において、
放射電極４１は基体２の他方主面２ｂから端面２ｄを介
して再び他方主面２ｂにかけてストリップ状に形成さ
れ、その一端は開放端４１ａを形成し、他端はグランド
端子４２に接続されている。放射電極４１の開放端４１
ａはグランド電極２２に対し基体２を介して対向させて
形成されている。また、基体２の他方主面２ｂには給電
電極４３が形成され、給電電極４３の一端は基体２の端
面２ｃから一方主面２ａにかけて形成された給電端子４
４に接続されている。また、グランド電極２２も基体２
の端面２ｃから一部を一方主面２ａにかけて形成された
グランド端子４２に接続されている。すなわち、グラン
ド端子４２は図１や図３の実施例に示した第１および第
２のグランド端子が接続して一体に形成されて１つのグ
ランド端子になったもので、第１および第２のグランド
端子の両方の役割を果たすことになる。

【００２４】このように、第１および第２のグランド端
子を接続して１つのグランド端子としても、図１の表面
実装型アンテナ２０と同様に表面実装型アンテナ４０の
小形化を図ることができる。また、実装基板に搭載した
ときのアンテナ特性の変化も少なくすることができる。

【００２５】図５に、本発明の表面実装型アンテナの別
の実施例を示す。図５で、表面実装型アンテナ５０は、
セラミックスや樹脂などの誘電体からなる略直方体状の
基体５１の表面にいくつかの電極を形成して構成されて
いる。なお、表面実装型アンテナ５０は、後述のように
集合基板を分割して得られる子基板として形成されてい
る。

【００２６】図５において、基体５１の他方主面５１ｂ
にはストリップ状の放射電極５２が形成されている。放
射電極５２の一端は開放端５２ａを形成し、他端は基体
５１の２つの端面の境界に設けられた略１／４円状の凹
部の内側面に形成された第１のグランド端子５３に接続
されている。また、基体５１の他方主面５１ｂには放射
電極５２の開放端５２ａに対応して給電電極５４が形成
され、給電電極５４の一端は基体５１の端面５１ｃに設
けられた略半円状の凹部の内側面に形成された給電端子
５５に接続されている。同じく、基体５１の一方主面５
１ａには放射電極５２の開放端５２ａに基体５１を介し
て対向させてグランド電極５６が形成され、グランド電
極５６の一端は基体５１の２つの端面の境界に設けられ
た略１／４円状の凹部の内側面に形成された第２のグラ
ンド端子５７に接続されている。また、基体５１の端面
５１ｃに設けられた略半円状の凹部の内側面に形成され
た電極６０は給電端子５５の作成時に隣接する別の子基
板に形成されるダミー電極である。なお、ここで、基体
５１の端面に設けられた各凹部およびその内側面に形成
された電極は、集合基板において子基板どうしが隣接し
ている境界部にスルーホールを形成し、その内側面に電
極を形成したものを、子基板に分割することによって得
られるものである。

【００２７】ここで、基体の端面に凹部を形成する一手
法としてスルーホールを用いたものについて説明する。
図６に、表面実装型アンテナ５０を子基板に分割する前
の集合基板を、子基板における基体５１の他方主面５１
ｂ側から見たものを示す。図６において、表面実装型ア
ンテナ５０は子基板の状態で分割線６３を介して複数個
連結して構成されており、隣接する子基板との境界部に
は６個のスルーホール６２が形成されている。これよ
り、スルーホール６２の内側面の電極は、子基板に分割
した状態で基体の端面に設けられた略半円状あるいは略
１／４円状の凹部の内側面に形成された第１および第２
のグランド端子５３および５７、給電端子５５、ダミー
電極６０などとなることが分かる。

【００２８】このように、第１および第２のグランド端
子５３および５７と給電端子５５を、スルーホールを分
割してなる凹部の内側面に形成した場合、図１の表面実
装型アンテナ２０と同様の作用・効果を示すとともに、
表面実装型アンテナの多数個取りが可能となり、コスト
ダウンを図ることができる。

【００２９】なお、基体の端面に設ける凹部はスルーホ
ールを分割してなるものに限るわけではなく、別の方法
によるものであっても構わないものである。

【００３０】また、上記の表面実装型アンテナの各実施
例においては、基体を絶縁体の１つであるセラミックス
や樹脂などの誘電体により構成したが、同じく絶縁体で
ある磁性体を用いても構わないものである。また、上記
の各実施例においては、説明上電極と端子を分離して形
成していたが、これらは必ずしも何らかの境界で明確に
分離できるものではなく、電極と端子が一体に形成され
ていても構わないものである。

【００３１】図７に、本発明の表面実装型アンテナを搭
載した通信機の一実施例を示す。図７において、通信機
７０は筐体７１の中に実装基板７２が設けられ、実装基
板７２にはグランド電極７３および給電電極７４が形成
されている。実装基板７２のコーナー部分にはグランド
電極７３が形成されていない領域があり、ここに本発明
の表面実装型アンテナ２０が搭載されている。表面実装
型アンテナ２０の第１および第２のグランド端子と給電
端子（図示せず）は実装基板７２のグランド電極７３お
よび給電電極７４にそれぞれ接続されている。さらに、
給電電極７４は実装基板７２上に形成された切換回路７
５を介して、同じく実装基板７２上に形成された送信回
路７６および受信回路７７に接続されている。

【００３２】このように、本発明の表面実装型アンテナ
２０を実装基板７２に搭載することにより、通信機７０
を小形化し、共振周波数や利得、帯域幅などの特性のば
らつきを小さくして歩留まりを向上させ、コストダウン
を図ることができる。

【００３３】なお、図７の実施例においては表面実装型
アンテナ２０を搭載して通信機７０を構成したが、図３
ないし図５に示した表面実装型アンテナ３０、４０また
は５０を搭載して通信機を構成してもも同様の作用・効
果を生じるものである。

【００３４】

【発明の効果】本発明の表面実装型アンテナによれば、
放射電極の開放端とグランド電極を基体を介して対向さ
せて形成することによって、放射電極の開放端とグラン
ド電極との対向面積を大きくすることができる。その結
果、放射電極の開放端とグランド電極との間の静電容量
を増加させることができるため利得が向上し、しかも表
面実装型アンテナの放射電極を短くしてアンテナの小形
化を図ることができる。また、実装基板に搭載した状態
においては、放射電極の開放端とグランド電極との間の
静電容量のばらつきを小さくすることができ、共振周波
数や利得、帯域幅などの特性ばらつきを小さくし、歩留
まりを向上させてコストダウンを図ることができる。

【００３５】さらには、本発明の表面実装型アンテナを
搭載して通信機を構成することにより、通信機の小形化
とコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装型アンテナの一実施例の斜視
図である。

【図２】図１の表面実装型アンテナを実装基板に搭載し
た状態を示す斜視図である。

【図３】本発明の表面実装型アンテナの別の実施例の斜
視図である。

【図４】本発明の表面実装型アンテナのさらに別の実施
例の斜視図である。

【図５】本発明の表面実装型アンテナのさらに別の実施
例の斜視図である。

【図６】図５の表面実装型アンテナを子基板に分割する
前の集合基板を示す図である。

【図７】本発明の通信機の一実施例の斜視図である。

【図８】従来の表面実装型アンテナの斜視図である。

【図９】図８の表面実装型アンテナを実装基板に搭載し
た状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

２…基体 ２ａ…一方主面 ２ｂ…他方主面 ２ｃ、２ｄ…端面 ３…放射電極 ３ａ…放射電極の開放端 ４…第１のグランド端子 ５…給電電極 ６…給電端子 ９、１０…固定用端子 ２０…表面実装型アンテナ ２１…グランド電極 ２２…第２のグランド端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南雲 正二 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 栗田 淳一 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 椿 信人 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方主面、他方主面および複数の端面を
   有する絶縁体からなる基体と、該基体の表面に一端を開
   放端として形成されたストリップ状の放射電極と、該放
   射電極の他端に接続して形成された第１のグランド端子
   と、前記基体の表面に形成された給電電極と、該給電電
   極に接続して形成された給電端子と、前記放射電極の開
   放端と前記基体を介して対向して形成されたグランド電
   極と、該グランド電極に接続して形成された第２のグラ
   ンド端子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】 前記第１および第２のグランド端子を接
   続して一体に形成したことを特徴とする、請求項1に記
   載の表面実装型アンテナ。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のグランド端子と前
   記給電端子は、前記基体の端面に設けた凹部に形成した
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の表面実装
   型アンテナ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の表
   面実装型アンテナを搭載したことを特徴とする通信機。