JPWO2006080222A1 - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

アンテナ装置は、端を有する地板と、地板上に実装されたアンテナとを備える。アンテナは、上面と下面と側面とを有する誘電体ブロックと、上面上に設けられた放射電極と、側面上に設けられた短絡電極とを含む。放射電極は、短絡電極に接続された短絡端と、短絡端から誘電体ブロックの上面の外周に沿って延びる部分とを有する。その部分は誘電体ブロックの辺に位置する開放端を有する。誘電体ブロックのその側面は地板の端と略面一である。このアンテナ装置はチップアンテナの放射特性を向上させ、通信装置を小型にできる。

Description

本発明は、チップアンテナを用いたアンテナ装置に関する。

図４は携帯電話などの小型通信機器に用いられる従来のチップアンテナの斜視図である。そのチップアンテナは、誘電体ブロック１と、誘電体ブロック１の外周表面に形成された給電電極２と、誘電体ブロック１の外周表面に形成された螺旋状の放射電極３Ａとを備える。

図４に示すチップアンテナで、放射電極３Ａが実装面となる下面にも形成され、放射電極３Ａが回路基板上に存在し、この構造により放射特性が劣化する。さらに、チップアンテナを実装する回路基板のチップアンテナを実装する部分に地板を形成できないので、この回路基板の他の部品の実装可能部分を狭くして通信機器の小型化を困難にする。

アンテナ装置は、端を有する地板と、地板上に実装されたアンテナとを備える。アンテナは、上面と下面と側面とを有する誘電体ブロックと、上面上に設けられた放射電極と、側面上に設けられた短絡電極とを含む。放射電極は、短絡電極に接続された短絡端と、短絡端から誘電体ブロックの上面の外周に沿って延びる部分とを有する。その部分は誘電体ブロックの辺に位置する開放端を有する。誘電体ブロックのその側面は地板の端と略面一である。

このアンテナ装置はチップアンテナの放射特性を向上させ、通信装置を小型にできる。

図１は本発明の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図である。 図２は実施の形態によるアンテナ装置のチップアンテナの斜視図である。 図３は図１に示すアンテナ装置の線３−３における断面図である。 図４は従来のチップアンテナの斜視図である。

符号の説明

５ 地板
５Ａ 地板の端
６ チップアンテナ
７ 誘電体ブロック
７Ａ 誘電体ブロックの上面
７Ｆ 誘電体ブロックの外周
７Ｇ 誘電体ブロックの辺（第１の辺）
７Ｈ 誘電体ブロックの辺（第３の辺）
７Ｊ 誘電体ブロックの辺（第２の辺）
７Ｋ 誘電体ブロックの辺（第４の辺）
８ 給電電極
９ 短絡電極
９Ａ 短絡電極の端（第１の端）
９Ｂ 短絡電極の端（第２の端）
１０ 放射電極
１０Ａ 開放端
１０Ｂ 短絡端
１０Ｃ 放射電極の部分（第３の部分）
１０Ｄ 放射電極の部分（第１の部分）
１０Ｅ 放射電極の部分（第４の部分）
１０Ｆ 放射電極の部分（第２の部分）

図１は本発明の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図である。このアンテナ装置は、携帯電話などの通信機器に収納されている回路基板４上に設けられてグランドを形成する地板５と、地板５上に実装されたチップアンテナ６とを備える。

図２はチップアンテナ６の斜視図である。チップアンテナ６はセラミックや樹脂等の誘電体材料よりなる誘電体ブロック７を備える。誘電体ブロック７の表面上に、給電電極８と短絡電極９と放射電極１０とが形成されている。帯状の短絡電極９は端９Ａと端９Ｂとを有し、端９Ａは地板５に接続されている。放射電極１０は開放端１０Ａと短絡端１０Ｂを有し、短絡端１０Ｂは短絡電極９の端９Ｂに接続されている。このように、チップアンテナ６は逆Ｆアンテナの構造を有する。放射電極１０と短絡電極９の電気長の和はλ／４（λは使用周波数の波長）に設定されている。給電電極βが放射電極１０の短絡端１０Ｂに電気的に接続され、放射電極１０に上記使用周波数の高周波信号を供給し、また、放射電極１０から上記使用周波数の高周波信号を取り出す。

誘電体ブロック７は矩形状を有し、上面７Ａと、上面７Ａの反対側の下面７Ｂと、側面７Ｃと、辺７Ｄで側面７Ｃと接続されている側面７Ｅとを有する。上面７Ａは外周７Ｆを有する。外周７Ｆは、辺７Ｇと、辺７Ｈと、辺７Ｇに対向する辺７Ｊと、辺７Ｈに対向する辺７Ｋよりなる。辺７Ｈ、７Ｋは共に辺７Ｇと辺７Ｊとに接続されている。辺７Ｇは上面７Ａと側面７Ｃとを接続する。辺７Ｈは上面７Ａと側面７Ｅとを接続する。帯状の短絡電極９は側面７Ｃ上で辺７Ｄに沿って設けられている。短絡電極９に平行に面７Ｃ上に帯状の給電電極８が設けられている。放射電極１０の短絡端１０Ｂは短絡電極９の端９Ｂと辺７Ｇで接続されている。放射電極１０は、４つの部分１０Ｃ〜１０Ｆを有する。部分１０Ｃは短絡端１０Ｂから辺７Ｈに沿って延びる。部分１０Ｄは部分１０Ｃから辺７Ｊに沿って延びる。部分１０Ｅは部分１０Ｄから辺７Ｋに沿って延びる。部分１０Ｆは部分１０Ｅから辺７Ｇに沿って延びる。すなわち、放射電極１０は短絡端１０Ｂから上面７Ａの外周７Ｆに沿ってほぼ一周する。部分１０Ｆの端は辺７Ｇに位置して開放されており、開放端１０Ａとなる。

図１に示すように、誘電体ブロック７の下面７Ｂを地板５に当接させて、アンテナチップ６は地板５上に実装されている。誘電体ブロック７の側面７Ｃが地板５の端部５Ａと略面一である。このように実装することで、アンテナ装置の放射特性を向上でき、アンテナ装置の小型化を図ることができる。

このアンテナ装置を備えた通信機器は筐体を有し、回路基板４はその筐体内の所定の領域に配置され、地板５を配置できる領域は限られている。このアンテナ装置は誘電体ブロック７の下にも地板５を配置できるので、地板５のチップアンテナ６が搭載されていない部分上に他の部材を搭載できる。すなわち、地板５が配置できる限られた領域内で大きな面積を確保できる。これにより通信機器を小型化できる。

図３は図１に示すアンテナ装置の線３−３における断面図であり、アンテナ装置の放射特性を示す。誘電体ブロック７の側面７Ｃは、放射電極１０における電位が高い開放端１０Ａとアース電位を形成する地板５とに挟まれており、チップアンテナ６の放射特性を決定する電界を発生させる主要部分である。側面７Ｃは放射電極１０の開放端１０Ａと略面一であり近接している。誘電体ブロック７の側面７Ｃに地板５の端部５Ａを近接させることで、チップアンテナ６から放射された電界１１が地板５の影響を受け難くなる。地板５が誘電体ブロック７の側面７Ｃから突出している終端５Ｂを有する場合は、チップアンテナ６から放射された電界１２が突出する地板５に引き寄せられ、アンテナ装置の放射効率が劣化する。誘電体ブロック７の側面７Ｃに地板５の端５Ａを近接させる。図３では、端５Ａを側面７Ｃから突出させず、側面７Ｃは地板５の端５Ａと略面一である。この構造により、チップアンテナ６の放射効率を高めることができる。

放射電極１０が短絡端１０Ｂを基点として誘電体ブロック７の上面７Ａの外周７Ｆに沿って上面７Ａ上で部分１０Ｃ〜１０Ｆとして周回していることで、所定の面積の中で放射電極１０の物理長を効率よく確保できる。また、開放端１０Ａでは放射電極１０における電位が他の部分より高く、開放端１０Ａがアース電位となる短絡端１０Ｂと近接して静電容量を有して結合する。この静電容量は放射電極１０の高周波信号の波長を実質的に短くする効果を生むローディング容量として機能する。波長が短くなった分だけ放射電極１０の物理長を短縮でき、チップアンテナ６をさらに小型化でき、アンテナ装置を小型化できる。

図２に示すように、放射電極１０の開放端１０Ａの幅Ｗ２は短絡端１０Ｂの幅Ｗ１より広く設定されている。これにより、放射効率の高い開放端１０Ａ付近の面積を大きくでき、チップアンテナ６を広帯域で使用できる。幅Ｗ１、Ｗ２の差により放射電極１０の短絡端１０Ｂから部分１０Ｃ〜１０Ｆ、開放端１０Ａに至る経路においてインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化により高周波信号の波長を短くする効果が生じ、チップアンテナ６をさらに小型化できる。

本発明に係るアンテナ装置は放射特性を向上させかつ小型化できるので、特に携帯電話などの移動体通信機器に有用である。

【書類名】明細書
【発明の名称】アンテナ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップアンテナを用いたアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は携帯電話などの小型通信機器に用いられる従来のチップアンテナの斜視図である。そのチップアンテナは、誘電体ブロック１と、誘電体ブロック１の外周表面に形成された給電電極２と、誘電体ブロック１の外周表面に形成された螺旋状の放射電極３Ａとを備える。
【０００３】
図４に示すチップアンテナで、放射電極３Ａが実装面となる下面にも形成され、放射電極３Ａが回路基板上に存在し、この構造により放射特性が劣化する。さらに、チップアンテナを実装する回路基板のチップアンテナを実装する部分に地板を形成できないので、この回路基板の他の部品の実装可能部分を狭くして通信機器の小型化を困難にする。
【発明の開示】
【０００４】
アンテナ装置は、端を有する地板と、地板上に実装されたアンテナとを備える。アンテナは、上面と下面と側面とを有する誘電体ブロックと、上面上に設けられた放射電極と、側面上に設けられた短絡電極とを含む。放射電極は、短絡電極に接続された短絡端と、短絡端から誘電体ブロックの上面の外周に沿って延びる部分とを有する。その部分は誘電体ブロックの辺に位置する開放端を有する。誘電体ブロックのその側面は地板の端と略面一である。
【０００５】
このアンテナ装置はチップアンテナの放射特性を向上させ、通信装置を小型にできる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るアンテナ装置は放射特性を向上させかつ小型化できるので、特に携帯電話などの移動体通信機器に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図である。このアンテナ装置は、携帯電話などの通信機器に収納されている回路基板４上に設けられてグランドを形成する地板５と、地板５上に実装されたチップアンテナ６とを備える。
【０００８】
図２はチップアンテナ６の斜視図である。チップアンテナ６はセラミックや樹脂等の誘電体材料よりなる誘電体ブロック７を備える。誘電体ブロック７の表面上に、給電電極８と短絡電極９と放射電極１０とが形成されている。帯状の短絡電極９は端９Ａと端９Ｂとを有し、端９Ａは地板５に接続されている。放射電極１０は開放端１０Ａと短絡端１０Ｂを有し、短絡端１０Ｂは短絡電極９の端９Ｂに接続されている。このように、チップアンテナ６は逆Ｆアンテナの構造を有する。放射電極１０と短絡電極９の電気長の和はλ／４（λは使用周波数の波長）に設定されている。給電電極８が放射電極１０の短絡端１０Ｂに電気的に接続され、放射電極１０に上記使用周波数の高周波信号を供給し、また、放射電極１０から上記使用周波数の高周波信号を取り出す。
【０００９】
誘電体ブロック７は矩形状を有し、上面７Ａと、上面７Ａの反対側の下面７Ｂと、側面７Ｃと、辺７Ｄで側面７Ｃと接続されている側面７Ｅとを有する。上面７Ａは外周７Ｆを有する。外周７Ｆは、辺７Ｇと、辺７Ｈと、辺７Ｇに対向する辺７Ｊと、辺７Ｈに対向する辺７Ｋよりなる。辺７Ｈ、７Ｋは共に辺７Ｇと辺７Ｊとに接続されている。辺７Ｇは上面７Ａと側面７Ｃとを接続する。辺７Ｈは上面７Ａと側面７Ｅとを接続する。帯状の短絡電極９は側面７Ｃ上で辺７Ｄに沿って設けられている。短絡電極９に平行に面７Ｃ上に帯状の給電電極８が設けられている。放射電極１０の短絡端１０Ｂは短絡電極９の端９Ｂと辺７Ｇで接続されている。放射電極１０は、４つの部分１０Ｃ〜１０Ｆを有する。部分１０Ｃは短絡端１０Ｂから辺７Ｈに沿って延びる。部分１０Ｄは部分１０Ｃから辺７Ｊに沿って延びる。部分１０Ｅは部分１０Ｄから辺７Ｋに沿って延びる。部分１０Ｆは部分１０Ｅから辺７Ｇに沿って延びる。すなわち、放射電極１０は短絡端１０Ｂから上面７Ａの外周７Ｆに沿ってほぼ一周する。部分１０Ｆの端は辺７Ｇに位置して開放されており、開放端１０Ａとなる。
【００１０】
図１に示すように、誘電体ブロック７の下面７Ｂを地板５に当接させて、アンテナチップ６は地板５上に実装されている。誘電体ブロック７の側面７Ｃが地板５の端部５Ａと略面一である。このように実装することで、アンテナ装置の放射特性を向上でき、アンテナ装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
このアンテナ装置を備えた通信機器は筐体を有し、回路基板４はその筐体内の所定の領域に配置され、地板５を配置できる領域は限られている。このアンテナ装置は誘電体ブロック７の下にも地板５を配置できるので、地板５のチップアンテナ６が搭載されていない部分上に他の部材を搭載できる。すなわち、地板５が配置できる限られた領域内で大きな面積を確保できる。これにより通信機器を小型化できる。
【００１２】
図３は図１に示すアンテナ装置の線３−３における断面図であり、アンテナ装置の放射特性を示す。誘電体ブロック７の側面７Ｃは、放射電極１０における電位が高い開放端１０Ａとアース電位を形成する地板５とに挟まれており、チップアンテナ６の放射特性を決定する電界を発生させる主要部分である。側面７Ｃは放射電極１０の開放端１０Ａと略面一であり近接している。誘電体ブロック７の側面７Ｃに地板５の端部５Ａを近接させることで、チップアンテナ６から放射された電界１１が地板５の影響を受け難くなる。地板５が誘電体ブロック７の側面７Ｃから突出している終端５Ｂを有する場合は、チップアンテナ６から放射された電界１２が突出する地板５に引き寄せられ、アンテナ装置の放射効率が劣化する。誘電体ブロック７の側面７Ｃに地板５の端５Ａを近接させる。図３では、端５Ａを側面７Ｃから突出させず、側面７Ｃは地板５の端５Ａと略面一である。この構造により、チップアンテナ６の放射効率を高めることができる。
【００１３】
放射電極１０が短絡端１０Ｂを基点として誘電体ブロック７の上面７Ａの外周７Ｆに沿って上面７Ａ上で部分１０Ｃ〜１０Ｆとして周回していることで、所定の面積の中で放射電極１０の物理長を効率よく確保できる。また、開放端１０Ａでは放射電極１０における電位が他の部分より高く、開放端１０Ａがアース電位となる短絡端１０Ｂと近接して静電容量を有して結合する。この静電容量は放射電極１０の高周波信号の波長を実質的に短くする効果を生むローディング容量として機能する。波長が短くなった分だけ放射電極１０の物理長を短縮でき、チップアンテナ６をさらに小型化でき、アンテナ装置を小型化できる。
【００１４】
図２に示すように、放射電極１０の開放端１０Ａの幅Ｗ２は短絡端１０Ｂの幅Ｗ１より広く設定されている。これにより、放射効率の高い開放端１０Ａ付近の面積を大きくでき、チップアンテナ６を広帯域で使用できる。幅Ｗ１、Ｗ２の差により放射電極１０の短絡端１０Ｂから部分１０Ｃ〜１０Ｆ、開放端１０Ａに至る経路においてインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化により高周波信号の波長を短くする効果が生じ、チップアンテナ６をさらに小型化できる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明に係るアンテナ装置は放射特性を向上させかつ小型化できるので、特に携帯電話などの移動体通信機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図２】実施の形態によるアンテナ装置のチップアンテナの斜視図
【図３】図１に示すアンテナ装置の線３−３における断面図
【図４】従来のチップアンテナの斜視図
【符号の説明】
【００１７】
５ 地板
５Ａ 地板の端
６ チップアンテナ
７ 誘電体ブロック
７Ａ 誘電体ブロックの上面
７Ｆ 誘電体ブロックの外周
７Ｇ 誘電体ブロックの辺（第１の辺）
７Ｈ 誘電体ブロックの辺（第３の辺）
７Ｊ 誘電体ブロックの辺（第２の辺）
７Ｋ 誘電体ブロックの辺（第４の辺）
８ 給電電極
９ 短絡電極
９Ａ 短絡電極の端（第１の端）
９Ｂ 短絡電極の端（第２の端）
１０ 放射電極
１０Ａ 開放端
１０Ｂ 短絡端
１０Ｃ 放射電極の部分（第３の部分）
１０Ｄ 放射電極の部分（第１の部分）
１０Ｅ 放射電極の部分（第４の部分）
１０Ｆ 放射電極の部分（第２の部分）

Claims (4)

1. 端を有する地板と、
   外周を有する上面と、前記上面の反対側の下面と、前記上面と前記下面とに接続された側面とを有する誘電体ブロックと、
   前記上面上に設けられた放射電極と、
   前記側面上に設けられ、前記地板に接続された第１の端と前記放射電極に接続された第２の端とを有する短絡電極と、
   前記側面上に設けられ、前記放射電極と接続された給電電極と、
   を含み、前記誘電体ブロックの前記下面が前記地板と当接するように前記地板上に実装されたアンテナと、
   を備え、
   前記誘電体ブロックの前記上面の前記外周は、前記上面と前記側面とを接続する第１の辺を含み、
   前記放射電極は、
   前記短絡電極の前記第２端に接続された短絡端と、
   前記短絡端から前記誘電体ブロックの前記上面の前記外周に沿って延び、前記誘電体ブロックの前記第１の辺に位置する開放端を有する部分と、
   を有し、
   前記誘電体ブロックの前記側面は前記地板の前記端と略面一である、アンテナ装置。
2. 前記放射電極の前記開放端の幅は前記短絡端の幅より大きく設定された、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記誘電体ブロックの前記上面の前記外周は前記第１の辺に対向する第２の辺を有し、
   前記放射電極は、前記第２の辺に沿って延びる第１の部分と、前記第１の辺に沿って延びる第２の部分とを有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記誘電体ブロックの前記上面の前記外周は、前記第１の辺と前記第２の辺とに接続された第３の辺と、前記第１の辺と前記第２の辺とに接続されて前記第３の辺に対向する第４の辺とを有し、
   前記放射電極は、前記短絡端から前記第３の辺に沿って延びる第３の部分と、前記第４の辺に沿って延びる第４の部分とをさらに有し、
   前記第１の部分は前記第３の部分から前記第４の部分まで延び、
   前記第２の部分の部分は前記第４の部分から延びる、請求項３に記載のアンテナ装置。

Images