JPH114117A - アンテナ装置およびそれを用いた通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装基板に実装した複数の表面実装型アンテ
ナのうちの、共振周波数の低い表面実装型アンテナのア
ンテナ利得を改善するアンテナ装置を提供する。 【解決手段】 共振周波数の低い表面実装型アンテナ３
を共振周波数の高い表面実装型アンテナ４に対してより
実装基板２の端部に近い位置に配置し実装する。さらに
実装基板２上に、分岐して表面実装型アンテナ３および
４の給電電極に接続する結合電極５を設ける。 【効果】 １つのアンテナ装置で２つの周波数に対応し
たり、広帯域な周波数に対応したアンテナ装置として動
作させたりできる。さらに、共振周波数の低い表面実装
型アンテナのアンテナ利得を改善し、２つの表面実装型
アンテナのアンテナ利得のばらつきを小さくすることが
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、携帯電話などの移
動体通信機器、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎ
ｅｔｗｏｒｋ）などに用いられる表面実装型アンテナを
実装基板に実装したアンテナ装置およびそれを用いた通
信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面実装型アンテナを実装基板に
実装したアンテナ装置においては、表面実装型アンテナ
の配置については特に考察されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、一端がグラ
ンド電極に接続され、他端が開放端となるストリップ状
の放射電極を有するアンテナにおいては、放射電極の開
放端とグランド電極との距離を小さくして、その間の静
電容量を大きくすることによって共振周波数を下げると
いうことが行われる。

【０００４】しかしながら、この場合は放射電極とグラ
ンド電極との間に電界が集中するため、外部への電界の
漏れが少なくなり、放射抵抗が高くなり、相対的に共振
周波数の高い表面実装型アンテナに対してアンテナ利得
が低くなるという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、実装基板に実装される
複数の表面実装型アンテナのうちの共振周波数の低い表
面実装型アンテナのアンテナ利得を改善するすることが
できるアンテナ装置およびそれを用いた通信機を提供す
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアンテナ装置は、実装基板に共振周波数の
異なる複数の表面実装型アンテナを実装したアンテナ装
置において、相対的に共振周波数の低い前記表面実装型
アンテナを、相対的に共振周波数のより高い前記表面実
装型アンテナに対して、前記実装基板の端部により近い
位置に配置したことを特徴とする。

【０００７】また、本発明のアンテナ装置は、前記表面
実装型アンテナが、絶縁体よりなる基体の一方主面にグ
ランド電極を形成し、前記基体の少なくとも他方主面に
ストリップ状の放射電極を形成し、前記放射電極の一端
は前記基体の他方主面あるいはいずれかの端面で開放端
を形成し、他端は前記グランド電極と接続し、前記放射
電極の開放端の近傍にギャップを介して給電電極を形成
したことを特徴とする。

【０００８】また、本発明のアンテナ装置は、前記表面
実装型アンテナが、絶縁体よりなる基体の一方主面と他
方主面と４つの端面による６つの面の少なくとも１つの
面にストリップ状の放射電極を連続的に形成し、前記放
射電極の一端は開放端を形成し、他端は前記基体のいず
れかの面に形成したグランド電極と接続し、前記放射電
極に対応させて給電電極を形成し、前記実装基板は、前
記表面実装型アンテナを実装した部分を除いて少なくと
もグランド電極を形成したことを特徴とする。

【０００９】また、本発明のアンテナ装置は、前記実装
基板上に、一端が分岐して複数の前記表面実装型アンテ
ナのそれぞれの給電電極に接続される結合用電極を設け
たことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の通信機は、上記のアンテナ
装置を搭載したことを特徴とする。

【００１１】このように構成することにより、本発明の
アンテナ装置は、実装基板に実装される複数の表面実装
型アンテナのうちの共振周波数の低い表面実装型アンテ
ナのアンテナ利得を改善することができる。

【００１２】また、本発明の通信機は、周波数による利
得のばらつきを改善し、コストダウンを図ることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のアンテナ装置に
ついて図面を参照して説明する。

【００１４】図１に、本発明のアンテナ装置の一実施例
を示す。図１において、アンテナ装置１は、実装基板２
と、実装基板２に搭載された２つの表面実装型アンテナ
３および４で構成される。実装基板２の一方主面２ａに
は結合電極５とグランド電極６が形成されている。そし
て、結合電極５の一端は２つに分けられ、それぞれ２つ
の表面実装型アンテナ３と４の給電電極に接続され、他
端は信号処理回路（図示せず）に接続されている。

【００１５】ここで、表面実装型アンテナ３の共振周波
数は、表面実装型アンテナ４の共振周波数に比べて低く
なっている。そして、表面実装型アンテナ３を実装基板
２の２つの辺の交わる端部であるコーナー部に近接して
配置し、それに対してコーナー部から離れる方向に表面
実装型アンテナ３に隣接して表面実装型アンテナ４を配
置している。

【００１６】図２に、本実施例の表面実装型アンテナ３
の構成を示す。図２において、表面実装型アンテナ３
は、絶縁体の１つである樹脂やセラミックなどの誘電体
でできた基体１０と、基体１０の一方主面に形成された
グランド電極１１、基体１０の他方主面に形成されたミ
アンダ状で長さが共振周波数の波長の約１／４の放射電
極１２、および基体１０の一方主面から１つの端面を経
由して他方主面にかけて形成された給電電極１３より構
成される。放射電極１２の一端は基体１０の１つの端面
を介してグランド電極１１に接続され、他端（開放端）
はギャップ１４を介して給電電極１３と対向して配置さ
れている。

【００１７】このように構成された表面実装型アンテナ
３において、給電電極１３に信号が入力されると、給電
電極１３からギャップ１４を介して放射電極１２に信号
が伝達される。放射電極１２は一端がショート、他端が
オープンの１／４波長のスタブを形成しているので、入
力された信号に従って共振する。このとき、主として放
射電極１２の開放端とグランド電極１１との間に電界が
生じ、その電界の一部が外部に漏れ出し、電波として放
射される。

【００１８】なお、表面実装型アンテナ４に関しては、
表面実装型アンテナ３とほぼ同様の構成であるため、こ
こでは説明は省略する。

【００１９】ここで、表面実装型アンテナ３と４を比較
すると、表面実装型アンテナ３においては共振周波数を
表面実装型アンテナ４より低くするために放射電極１２
の長さを長くしたり、放射電極１２とグランド電極１１
との間の静電容量を大きくしたりする必要がある。放射
電極１２の長さを長くするのは表面実装型アンテナ３の
サイズが大きくなり、かつ放射電極の導電損失によるア
ンテナ利得の低下を招く可能性があるため、これらを防
止するために静電容量を大きくする方法が主として実施
され、その場合は基体１０の厚みを薄くしたり、基体１
０の材料を誘電率の高いものに変更したり、グランド電
極１１を放射電極１２の開放端に近接するように回り込
ませて形成したりすることが行われる。

【００２０】しかし、放射電極１２とグランド電極１１
との間の静電容量が大きくなると、共振時に放射電極１
２とグランド電極１１との間に生じる電界がさらに集中
し、外部に漏れ出す電界が少なくなるため、放射抵抗が
大きくなり、アンテナ利得が低下する。

【００２１】ところが、図１に示すように共振周波数の
低い表面実装型アンテナ３を、共振周波数の高い表面実
装型アンテナ４に比べて実装基板２の端部に近いところ
に配置すると、表面実装型アンテナ３の実装位置から一
定の距離（例えば表面実装型アンテナ１つのサイズ程
度）以内にあるグランド電極６の面積が表面実装型アン
テナ４の実装位置から一定の距離以内にあるグランド電
極６の面積よりも小さくなるため、表面実装型アンテナ
３の放射電極１２の開放端とグランド電極１１およびグ
ランド電極６との間の電気力線の経路が部分的に長くな
り、電界の集中が緩和される。その分だけ電界の漏れ
（つまり電波として放射されるエネルギー）が多くなる
ため、放射抵抗が低下し、アンテナ利得が改善される。

【００２２】このように表面実装型アンテナ３および４
を実装してアンテナ装置１を構成することにより、１つ
のアンテナ装置で２つの周波数に対応することができ
る。また、２つの表面実装型アンテナ３と４の共振周波
数の差が小さくて大部分が重なっている場合には、広帯
域な周波数に対応したアンテナ装置として動作させるこ
ともできる。さらに、複数の表面実装型アンテナを実装
しても、共振周波数の低い表面実装型アンテナのアンテ
ナ利得の低下を防止し、複数の表面実装型アンテナのア
ンテナ利得のばらつきを小さくすることができる。

【００２３】なお、図２に示した表面実装型アンテナ３
においては給電電極１３と放射電極１２の開放端を基体
１０の他方主面において対向して形成しているが、これ
は基体１０のいずれかの端面において対向するように形
成する構成としても構わない。

【００２４】図３に、本発明のアンテナ装置の別の実施
例を示す。図３において、アンテナ装置２０は、実装基
板２１と、実装基板２１に搭載された２つの表面実装型
アンテナ２２および２３で構成される。実装基板２１の
一方主面２１ａには結合電極２４とグランド電極２５が
形成されている。そして、結合電極２４の一端は２つに
分けられ、それぞれ２つの表面実装型アンテナ２２と２
３の給電電極に接続され、他端は信号処理回路（図示せ
ず）に接続されている。

【００２５】ここで、表面実装型アンテナ２２の共振周
波数は、表面実装型アンテナ２３の共振周波数に比べて
低くなっている。そして、表面実装型アンテナ２３を実
装基板２１の端部であるいずれの辺からも離れた位置に
配置し、表面実装型アンテナ２２を実装基板２１の端部
である１つの辺と表面実装型アンテナ２３との間に配置
している。これによって、表面実装型アンテナ２２の実
装位置から一定の距離以内にあるグランド電極２５の面
積が表面実装型アンテナ２３の実装位置から一定の距離
以内にあるグランド電極２５の面積よりも小さくなる。

【００２６】その結果、このように構成されたアンテナ
装置２０においても、アンテナ装置１と同様に動作し、
同様の作用・効果が得られる。さらに、この構成では、
２つの表面実装型アンテナ２２と２３の偏波面が直交す
るため、表面実装型アンテナ間の相互作用が軽減できる
という効果も得られる。

【００２７】図４に、本発明のアンテナ装置のさらに別
の実施例を示す。図４において、アンテナ装置３０は、
実装基板３１と、実装基板３１の一方主面３１ａおよび
他方主面３１ｂにそれぞれ搭載された２つの表面実装型
アンテナ３３および３２で構成される。実装基板３１の
一方主面３１ａには結合電極３４とグランド電極３５が
形成されている。そして、結合電極３４の一端は２つに
分けられ、それぞれ２つの表面実装型アンテナ３２と３
３の給電電極に接続され、他端は信号処理回路（図示せ
ず）に接続されている。

【００２８】ここで、表面実装型アンテナ３２の共振周
波数は、表面実装型アンテナ３３の共振周波数に比べて
低くなっている。そして、表面実装型アンテナ３３を実
装基板３１の一方主面３１ａの端部である２つの辺の交
わるいずれのコーナー部からも離れた位置に配置し、表
面実装型アンテナ３２を実装基板３１の他方主面３１ｂ
の端部である２つの辺の交わるコーナー部分に近接して
配置している。また、結合電極３４の一端の表面実装型
アンテナ３２の給電電極に接続する分岐部は、途中から
スルーホールを介して他方主面３１ｂに回り込んで形成
されている。これによって、表面実装型アンテナ３２の
実装位置から一定の距離以内にあるグランド電極３５の
面積が表面実装型アンテナ３３の実装位置から一定の距
離以内にあるグランド電極３５の面積よりも小さくな
る。

【００２９】その結果、このように構成されたアンテナ
装置３０においても、アンテナ装置１と同様に動作し、
同様の作用・効果が得られる。さらに、この構成では、
実装基板３１の裏面の有効利用も可能となり、実装基板
の小形化にも役立つ。

【００３０】図５に、本発明のアンテナ装置のさらに別
の実施例を示す。図５において、アンテナ装置４０は、
実装基板４１と、実装基板４１に搭載された２つの表面
実装型アンテナ４２および４３で構成される。実装基板
４１の一方主面４１ａには結合電極４４とグランド電極
４５が形成されている。ただし、グランド電極４５は表
面実装型アンテナ４２および４３の実装面には基本的に
形成されていない、そして、結合電極４４の一端は２つ
に分けられ、それぞれ２つの表面実装型アンテナ４２と
４３の給電電極に接続され、他端は信号処理回路（図示
せず）に接続されている。

【００３１】ここで、表面実装型アンテナ４２の共振周
波数は、表面実装型アンテナ４３の共振周波数に比べて
低くなっている。そして、表面実装型アンテナ４２を実
装基板２の２つの辺の交わる端部であるコーナー部に近
接して配置し、それに対してコーナー部から離れる方向
に表面実装型アンテナ４２に隣接して表面実装型アンテ
ナ４３を配置している。

【００３２】図６に、図５の実施例に用いられる表面実
装型アンテナの構成を示す。図６において、表面実装型
アンテナ４２は、絶縁体の１つである樹脂やセラミック
などの誘電体でできた基体５０と、基体５０の１つの端
面から一方主面にかけて形成されたグランド電極５１、
基体５０の他方主面にコ字状に形成された放射電極５
２、および基体５０の一方主面から１つの端面を経由し
て他方主面にかけて形成された給電電極５３より構成さ
れる。放射電極５２の一端はグランド電極５１接続さ
れ、他端は開放端となっている。給電電極５３は放射電
極５２の開放端に対応して、グランド電極５１に隣接し
て放射電極５２の開放端側とは反対の側に配置されてい
る。

【００３３】図５に戻り、このように構成された表面実
装型アンテナ４２において、給電電極５３に信号が入力
されると、給電電極５３と放射電極５２の開放端との間
で形成される静電容量を介して、給電電極５３から放射
電極５２に信号が伝達される。放射電極５２は一端がグ
ランド電極５１に接続され、他端が開放端となっている
が、開放端とグランド電極５１および実装基板４１のグ
ランド電極４５との間の静電容量と放射電極５２自身の
インダクタンスによってＬＣ共振回路として動作する。
このとき、放射電極５２の開放端とグランド電極５１お
よび実装基板４１のグランド電極４５との間に電界が生
じ、その電界の一部が外部に漏れ出し、電波として放射
される。

【００３４】ここで、グランド電極５１および実装基板
４１のグランド電極４５と放射電極５２の開放端との間
の静電容量は、図２に示した表面実装型アンテナ３にお
けるグランド電極１１と放射電極１２の開放端との間の
静電容量と同じ働きをしているため、図５のように共振
周波数の低い表面実装型アンテナの方を実装基板の端部
により近い位置に配置することにより、表面実装型アン
テナ４２の実装位置から一定の距離以内にあるグランド
電極４５の面積が表面実装型アンテナ４３の実装位置か
ら一定の距離以内にあるグランド電極４５の面積よりも
小さくなるため、図１に示した実施例と同様に動作し、
同様の作用・効果を示す。

【００３５】なお、詳細な説明は省略するが、表面実装
型アンテナ４２および４３を図３および図４に示した実
施例と同様に構成しても、同様の作用・効果を示す。ま
た、表面実装型アンテナ４２では、基体５０の他方主面
にのみ放射電極５３を形成したが、放射電極を形成する
面は他方主面に限らず、２つの主面と４つの端面のいず
れの面に形成しても、またいくつの面に渡って形成して
も構わない。さらに、給電電極の位置も、放射電極の開
放端とグランド電極の間に形成したり、放射電極の開放
端に対向して形成したりしても良い。

【００３６】以上の実施例において、実装基板に搭載す
る表面実装型アンテナの数を２つとしたが、これは３つ
以上の表面実装型アンテナを搭載する場合においても同
様に、周波数の低い表面実装型アンテナの方から周波数
の高い表面実装型アンテナへと順に、その実装位置から
一定の距離以内にあるグランド電極の面積が大きくなる
ように、周波数の低い表面実装型アンテナほど実装基板
の端部に近い位置に実装することにより、同様の作用・
効果を示す。また、実装基板が上記の実施例のような角
型ではなく、丸形などの別の形状であっても、同様の配
置で実装することにより、同様の作用・効果を示す。

【００３７】また、以上の実施例における表面実装型ア
ンテナにおいて、放射電極をミアンダ状やコ字状とした
が、これは直線状やＬ字状などの他の形状でも良い。ま
た、表面実装型アンテナの基体の材料を誘電体からなる
としたが、同じ絶縁体である磁性体材料を使用しても良
い。

【００３８】図７に、本発明の通信機の一実施例を示
す。図７において、通信機６０は筐体６１の中に実装基
板６２が設けられ、実装基板６２にはグランド電極６３
および結合電極６４が形成されている。実装基板６２の
端部には表面実装型アンテナ６５、６６が搭載されてい
る。このうち、実装基板６２の端部により近い位置に配
置された表面実装型アンテナ６５の方が、表面実装型ア
ンテナ６６よりも低い周波数に設定している。表面実装
型アンテナ６５、６６の給電電極（図示せず）とグラン
ド電極は（図示せず）は実装基板６２の結合電極６４お
よびグランド電極６３にそれぞれ接続されている。さら
に、結合電極６４は実装基板６２上に形成された切換回
路６７を介して、同じく実装基板６２上に形成された送
信回路６８および受信回路６９に接続されている。

【００３９】このように、本発明のアンテナ装置を用い
て通信機を構成することにより、表面実装型アンテナの
搭載位置を考慮して２つの表面実装型アンテナの利得の
バランスを取ったりする必要がなくなる。その結果、周
波数による通信機の利得のばらつきを改善することがで
きるとともに、通信機のコストダウンを図ることができ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明のアンテナ装置によれば、実装基
板に複数の表面実装型アンテナを実装し、そのうちのよ
り共振周波数の低い表面実装型アンテナを実装基板のよ
り端部に近い位置に配置する。さらに実装基板上に、分
岐して各表面実装型アンテナの給電電極に接続する結合
電極を設ける。

【００４１】これにより、１つのアンテナ装置で複数の
周波数に対応することができる。また、複数の表面実装
型アンテナの共振周波数の差が小さくてほとんど重なっ
ている場合には、広帯域な周波数に対応したアンテナ装
置として動作させることもできる。さらに、共振周波数
の低い表面実装型アンテナのアンテナ利得を改善し、複
数の表面実装型アンテナのアンテナ利得のばらつきを小
さくすることができる。

【００４２】また、本発明の通信機によれば、本発明の
アンテナ装置を用いて構成することにより、表面実装型
アンテナの搭載位置を考慮して２つの表面実装型アンテ
ナの利得のバランスを取ったりする必要がなくなる。そ
の結果、周波数による通信機の利得のばらつきを改善す
ることができるとともに、通信機の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】本発明のアンテナ装置の一実施例を示す斜視図
である。

【図２】図１のアンテナ装置に実装した表面実装型アン
テナの構成を示す透過斜視図である。

【図３】本発明のアンテナ装置の別の実施例を示す斜視
図である。

【図４】本発明のアンテナ装置のさらに別の実施例を示
す一部透過斜視図である。

【図５】本発明のアンテナ装置のさらに別の実施例を示
す斜視図である。

【図６】図５のアンテナ装置に実装した表面実装型アン
テナの構成を示す透過斜視図である。

【図７】本発明の通信機の一実施例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、２０、３０、４０…アンテナ装置 ２、２１、３１、４１…実装基板 ２ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ…一方主面 ３１ｂ…他方主面 ３、４、２２、２３、３２、３３、４２、４３…表面実
装型アンテナ ５、２４、３４、４４…結合電極 ６、２５、３５、４５…グランド電極 ６０…通信機

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装基板に共振周波数の異なる複数の表
   面実装型アンテナを実装したアンテナ装置において、 相対的に共振周波数の低い前記表面実装型アンテナを、
   相対的に共振周波数のより高い前記表面実装型アンテナ
   に対して、前記実装基板の端部により近い位置に配置し
   たことを特徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記表面実装型アンテナは、絶縁体より
   なる基体の一方主面にグランド電極を形成し、前記基体
   の少なくとも他方主面にストリップ状の放射電極を形成
   し、前記放射電極の一端は前記基体の他方主面あるいは
   いずれかの端面で開放端を形成し、他端は前記グランド
   電極と接続し、前記放射電極の開放端の近傍にギャップ
   を介して給電電極を形成したことを特徴とする、請求項
   １に記載のアンテナ装置。
3. 【請求項３】 前記表面実装型アンテナは、絶縁体より
   なる基体の一方主面と他方主面と４つの端面による６つ
   の面の少なくとも１つの面にストリップ状の放射電極を
   連続的に形成し、前記放射電極の一端は開放端を形成
   し、他端は前記基体のいずれかの面に形成したグランド
   電極と接続し、前記放射電極に対応させて給電電極を形
   成し、 前記実装基板は、前記表面実装型アンテナを実装した部
   分を除いて少なくともグランド電極を形成したことを特
   徴とする、請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 【請求項４】 前記実装基板上に、一端が分岐して複数
   の前記表面実装型アンテナのそれぞれの給電電極に接続
   される結合用電極を設けたことを特徴とする、請求項２
   または３に記載のアンテナ装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のア
   ンテナ装置を搭載したことを特徴とする通信機。