KR100702088B1

KR100702088B1 - 안테나 장치 및 안테나 장치 조립체

Info

Publication number: KR100702088B1
Application number: KR1020000047485A
Authority: KR
Inventors: 히로세에이이찌로; 아끼까즈도요다; 고요시오미; 사까이신지; 다니도꼬로히로아끼; 기따하라나오또
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2007-04-02
Also published as: EP1122810A3; EP1122810A2; KR20010077847A; EP1122810B1; CN1307379A; CN1277333C; US6486852B1

Abstract

본 발명은 휴대형 통신기기 등에 이용되는 안테나 장치에 관한 것으로, 제조 비용의 절감을 도모한다.

상면(21), 하면(22)을 포함함과 함께, 오목부(231)와 볼록부(232)가 교대로 형성된 한쌍의 측면(23)을 포함하는 유전체와 자성체 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 기체(2)와, 기체(2)의 상하면(21, 22) 및 한쌍의 측면(23)의 볼록부(232) 또는 오목부(231)에 형성되어 전체적으로 기체(2)를 나선형으로 둘러싸는 도체층(3, 4, 5)을 포함한다.

휴대형 통신기기, 안테나 장치, 동축 케이블, 알루미나 기판, 헤리컬 안테나

Description

안테나 장치 및 안테나 장치 조립체{ANTENNA DEVICE AND ASSEMBLY OF ANTENNA DEVICE}

도 1은 본 발명의 안테나 장치의 제1 실시예의 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 3은 도 1에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 4는 도 1에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 5는 도 1에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 안테나 장치의 제2 실시예의 사시도.

도 7은 도 2에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 8은 도 2에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 9는 도 2에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도 면.

도 10은 도 2에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 11은 안테나 장치의 평가 방법의 설명도.

도 12는 안테나 장치의 반사 손실-주파수 특성을 나타내는 도면.

도 13은 도 11에 있어서의 XY면의 방사 패턴을 나타내는 도면.

도 14는 본 발명의 안테나 장치의 제3 실시예의 사시도.

도 15는 도 14에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 16은 도 14에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 17은 도 14에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 18은 도 14에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 19는 도 14에 도시한 안테나 장치의 제조 공정의 중간 단계를 나타내는 도면.

도 20은 본 발명의 안테나 장치의 제4 실시예의 사시도.

도 21은 본 발명의 안테나 장치의 제5 실시예의 사시도.

도 22는 안테나 장치의 다른 예를 나타내는 사시도.

도 23은 안테나 장치의 평가 방법의 설명도.

도 24는 본 발명의 안테나 장치 조립체의 제1 실시예를 나타내는 도면.

도 25는 본 발명의 안테나 장치 조립체의 제2 실시예를 나타내는 도면.

도 26은 회로 기판 상에 표면 실장할 수 있는 종래의 소형 안테나의 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 안테나 장치

2 : 기체

3, 4, 5 : 도체층

5a : 급전 전극

6a : 접지 전극

6b : 접속 도체층

9 : 알루미나 기판

10 : 스냅 라인

11 : 관통 구멍

12, 13 : 도체 패턴

14 : 평판

15 : 도체 페이스트

16 : 절연 기판

17 : 스트립 라인

18 : 접지면

19 : SMA 커넥터

21 : 상면

22 : 하면

23 : 측면

91 : 상면

92 : 하면

231 : 오목부

232 : 볼록부

본 발명은, 휴대형 통신기기 등에 이용되는 안테나 장치에 관한 것이다.

휴대 전화 등의 통신기기에는 종래 헤리컬 안테나 등의 선형 안테나가 이용되고 있지만, 이들은 통신기의 케이싱 외부에 부착되어, 소형화가 방해됨과 함께, 외력이 안테나에 작용함으로써 파손이나 변형, 특성 열화 등의 문제를 야기할 위험성이 있다. 또한 실장에는 동축 케이블이나 커넥터를 통하기 때문에, 부품 갯수가 많아져, 실장 비용면에서 바람직하지 못하다.

이것을 해결하는 방법으로서, 특개평9-64627호 공보에는, 도 26에 도시한 바와 같은 회로 기판 상에 표면 실장할 수 있는 소형 안테나가 제안되어 있다. 이 안테나는, 세라믹 다층 기판의 기술을 이용하여, 헤리컬 안테나를 세라믹 기체(30)의 내부에 형성한 것이다. 즉, 다른 세라믹층에 각각 도체(31)를 형성하고, 내측에 도체를 충전한 관통 구멍(32)에서 접속함으로써, 전체적으로 나선형 도체로 하고, 세라믹층을 적층함으로써, 나선형 방사 도체를 내포한 세라믹 안테나로 하고 있다. 또한 그 기체(30)의 단부면에는 그 나선형 도체에 급전하기 위한 단자(33)가 형성되어 있다.

그런데, 이러한 구조에서는, 소성 전의 세라믹 시트에 도체를 형성하고, 이것을 적층 후 소성하기 때문에, 소성 수축 등을 고려한 설계가 필요하고, 또한 수축률을 일정하게 하기 위해서는 매우 정밀도가 높은 프로세스 관리가 요구되어, 제조 비용 절감은 어렵다.

만일 도체를 전부 소성 종료한 세라믹 도체 표면에 형성했다고 해도, 표면이 평탄한 세라믹 블록에서는, 적어도 4개의 면에, 인쇄법 등 정밀한 도체 형상 제어를 행할 수 있는 방법에 의해 도체 형성을 행할 필요가 있어, 이것도 비용 절감의 방해가 된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 제조 비용의 절감이 도모된 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 안테나 장치는,

상하면을 포함함과 함께, 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 한쌍의 측면을 포함하는 유전체와 자성체 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 기체와, 기체의 상하면, 및 기체의 상기 한쌍의 측면의 볼록부 또는 오목부에 형성되고, 전체적으로 기체를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층을 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 본 발명의 안테나 장치에 있어서, 상기 측면의 볼록부 또는 오목부 중 적어도 1개가 나선 도체층에 급전하기 위한 단자인 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 안테나 장치에 있어서, 상기 기체 상에 형성된 나선 도체층의 적어도 일부를 피복하는 유전체와 자성체 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 층을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 안테나 장치는 세라믹 기체 표면에 나선형 방사 도체를 형성한 헤리컬 안테나이고, 기체 상하면의 도체층은 인쇄법에 의해 행할 수 있다. 또한, 측면 볼록부에 도체층을 형성하는 경우에는, 디프법이나 롤 코터에 의한 도포법 등 고속으로 전극 도포를 행할 수 있는 방법으로 볼록부에만 전극을 형성할 수 있다. 특히 볼록부에 전극을 형성하는 경우에 롤 코터를 적용하면 인쇄와 비교해 양산성이 우수하다. 또한 볼록부에 전극을 형성하면 실장 시에 있어서 볼록부의 전극의 접속에 땜납을 이용하여도 땜납 브릿지하기 어렵다고 하는 이점도 있다. 또는 측면 오목부에 도체층을 형성하는 경우에는, 후술하는 실시예에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍에 도체를 충전하는 등의 방법으로 형성할 수 있고, 이 경우도 땜납 브릿지하기 어렵다고 하는 이점이 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 대량 생산이 용이하고, 제조 비용을 대폭 절감할 수 있다.

또한, 도체를 형성한 측면 볼록부 또는 측면 오목부는 그 상태 그대로 단자 전극으로 이용할 수 있으므로, 표면 실장 안테나를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는 상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 1개로 이루어지는 나선 도체층에 급전하기 위한 급전 전극과, 상기 나선 도체층을 구성하는 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 다른 1개로 이루어지는 나선 도체층에 접지하기 위한 접지 전극을 포함한 것이 바람직하다.

이와 같이, 측면 볼록부 또는 측면 오목부를 그 상태 그대로 급전 전극 및 접지 전극으로 이용해도 좋다. 또한 나선 도체를 피복하도록 유전체층 또는 자성체층을 설치함으로써, 한층 더 소형화가 가능하다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는 상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 한쪽 끝에 위치하는 부분으로 이루어지는 나선 도체층에 급전하기 위한 급전 전극과, 상기 기체의 급전 전극이 형성된 측면과 동일 측면의 급전 전극에 대해 소정의 간격을 두고 그 급전 전극에 인접한 위치에 형성된 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극과, 접지 전극으로부터 연장되어, 기체의 상면을 경유하여 나선 도체층에 접속함으로써, 나선 도체층의 일부와 협동하여 접지 전극과 급전 전극을 접속하는 접속 도체층을 포함한 것도 바람직한 형태이고, 또는, 상기 나선 도체층을 구성하는 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 한쪽 끝에 위치하는 부분으로 이루어지는 나선 도체층에 급전하기 위한 급전 전극과, 상기 기체의 급전 전극이 형성된 측면과 동일 측면의, 급전 전극에 대해 소정의 간격을 두고 그 급전 전극에 인접한 위치에 형성된 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극과, 접지 전극으로부터 연장되어, 기체의 상면과, 또한 상기 기체의 접지 전극이 형성된 측면과는 반대측의 측면을 경유하여 나선 도체층에 접속함으로써, 나선 도체층의 일부와 협동하여 상기 접지 전극과 상기 급전 전극을 접속하는 접속 도체층을 포함한 것도 바람직한 형태이다.

본 발명에 있어서, 급전 전극과 접지 전극을 회로 기판에 접하는 기체 하면에서 접속하도록 도체 패턴을 형성하면 안테나의 공진 주파수가 크게 변동될 우려가 있다.

상기한 바와 같이, 급전 전극과 접지 전극을 상면 또는 측면에서 접속함으로써 그와 같은 문제점이 발생할 가능성을 제거해, 고정밀도의 안테나 장치를 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치 조립체는, 상하면을 포함함과 함께, 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 한쌍의 측면을 포함하는 유전체와 자성체 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 기체와, 기체의 상하면, 및 기체의 한쌍의 측면의 볼록부 또는 오목부에 형성되고, 전체적으로 기체를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층을 포함하는 안테나 장치, 및 그 안테나 장치가 그 안테나 장치의 하면을 접한 상태로 탑재된 회로 기판을 포함하고, 안테나 장치가 나선 도체층을 구성하는 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 한쪽 끝에 위치하는 부분으로 이루어지는 나선 도체층에 급전하기 위한 급전 전극과, 기체의 급전 전극이 형성된 측면과 동일 측면의 급전 전극에 대해 소정의 간격을 두고 그 급전 전극에 인접한 위치에 형성된 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극과, 접지 전극으로부터 연장되어, 기체의 하면을 경유하여 나선 도체층에 접속함으로써, 나선 도체층의 일부와 협동하여 접지 전극과 급전 전극을 접속하는 접속 도체층을 포함하며 상기 안테나 장치 하면의 나선 도체층과 접속 도체층과의 접속점과, 상기 회로 기판과의 접촉을 벗어난 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 안테나 장치 조립체는 급전 전극과 접지 전극이 기체 하면에서 접속되어 있는 안테나 장치를 포함한 것이지만, 그 안테나 장치의 나선 도체층과 접지 도체층의 접속점이 회로 기판과 접촉하지 않도록 되어 있기 때문에, 안테나 장치의 기체 상면 또는 측면에 그 접속점을 형성한 경우와 마찬가지로, 안테나의 공진 주파수의 변동 문제의 발생을 억제하여, 고정밀도의 안테나를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은, 본 발명의 안테나 장치의 제1 실시예의 사시도이다.

이 안테나 장치(1)의 기체(2)는 상면(21), 하면(22), 및 오목부(231)와 볼록부(232)가 교대로 형성된 한쌍의 측면(23)을 갖는다. 또한 이 기체(2)의 상면(21)에는, 한쌍의 측면(23)이 대응하는 볼록부(232)끼리를 연결하는 도체층(3)이 형성되고, 기체(2)의 하면(22)에는, 한쌍의 측면(23)의 1피치 어긋난 볼록부(232)끼리를 연결하는 도체층(4)이 형성되며, 또한 한쌍의 측면(23)의 볼록부(232)에도 도체층(5)이 형성되어, 이들 도체층(3, 4, 5)은 전체적으로 기체(2)를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층으로 되어 있다.

여기서 기체(2)는 고주파대에 있어서 비유전률(εr), 비투자율(μr)이 안정되고, 저손실로, 공진 주파수의 온도 계수(τf)가 작은 것이 바람직하다. 본 예에 서는 알루미나계 세라믹스 (2GH_z에 있어서 εr=8.5, Q=1000, τf= 38ppm/℃)를 이용하였다. 도체는 구리, 은, 금, 니켈 등 도체 저항이 작은 것이 바람직하다. 여기서는 은-백금 페이스트 (Dupont사 QS-171)를 이용하였다.

도 1에 도시한 안테나 장치(1)의 제조 공정을 나타내는 도 2∼도 5를 참조하면서 이 안테나 장치(1)의 제조 방법을 진술한다. 도 2에 도시한 바와 같은 알루미나 기판(9)을 준비한다. 이 알루미나 기판(9)에는, 후속 공정에서 원하는 사이즈로 분할할 수 있도록 스냅 라인(10)을 설치하여 둔다. 또한, 스냅 라인 상의 원하는 장소에 관통 구멍(11)을 설치하여 둔다. 여기서는 50㎜×50㎜, 두께 1㎜인 알루미나 기판에 스냅 라인(10)은 세로 방향 5㎜ 간격, 가로 방향 10㎜ 간격, 관통 구멍(11)은 0.8Φ인 것을 가로 방향의 스냅 라인 상에 2㎜ 간격으로 배치하였다.

다음에 이 알루미나 기판(9)의 상면(91), 하면(92)에, 각각 도 3의 (a), (b)와 같이 도체 패턴(12, 13)을 형성하였다. 형성 방법은, 도체 페이스트를 스크린 인쇄하여, 건조 후 850℃로 소성하였다.

다음에, 상하 도체 형성 후의 알루미나 기판(9)을 관통 구멍이 형성된 스냅 라인에 따라서 도 4와 같이 분할하였다. 그리고, 미리 도체 페이스트(15)를 유리판 등의 평판(14) 상에, 스키지 등을 이용하여 두께 0.2㎜ 정도로 연장하여 두고, 그 도체 페이스트(15)에 조금 전 알루미나 기판의 관통 구멍에 의해 형성된 볼록부를 침지하고, 볼록부의 선단만 도체 페이스트(15)를 도포, 건조, 소성하였다.

마지막으로 도 5와 같이, 스냅 라인에서 최소 단위로 분할함으로써, 안테나 장치(1)를 얻었다. 이와 같이, 이 구조의 안테나에서는, 한번에 다수개를 제조하는 것이 가능하여, 제조 비용 절감의 효과가 크다.

도 6은, 본 발명의 안테나 장치의 제2 실시예인 사시도이다.

이 안테나 장치(1)의 기체(2)는, 도 1에 도시한 안테나 장치(1)의 기체(2)와 마찬가지로, 상면(21), 하면(22), 및 오목부(231)와 볼록부(232)가 교대로 형성된 한쌍의 측면(23)을 갖는다. 단, 이 도 6에 도시한 안테나 장치(1)의 도체층은 도 1에 도시한 안테나 장치의 도체층과는 다소 다르고, 도 6에 도시한 안테나 장치(1)에서는, 상면(21)에 한쌍의 오목부(231)끼리를 연결하는 도체층(3)이 형성되고, 표면(22)에는 1피치 어긋난 오목부(231)끼리를 연결하는 도체층(4)이 형성되고, 오목부 내벽에 도체층(5)이 형성되어 있고 도체층(3, 4, 5)으로서 헤리컬 도체가 형성되어 있다. 단 이들의 도체층(3, 4, 5)이 전체적으로 기체(2)를 나선형을 둘러싸는 도체층으로 되어 있는 점은 도 1에 도시한 안테나 장치의 경우와 마찬가지이다.

여기서, 도 6에 도시한 안테나 장치(1)의 기판(2)은, 도 1에 도시한 안테나 장치와 마찬가지로, 고주파대에 있어서 비유전률(εr), 비투자율(μr)이 안정되고, 저손실로, 공진 주파수의 온도 계수(τf)가 작은 것이 바람직하다. 본 예에서는 알루미나계 세라믹스 (2GH_z에 있어서 εr=8.5, Q=1000, τf=38ppm/℃)를 이용하였다. 도체는 구리, 은, 금, 니켈 등 도체 저항이 작은 것이 바람직하다. 여기서는 은-백금 페이스트 (Dupont사 QS-171)를 이용하였다.

다음에, 도 6에 도시한 안테나 장치(1)의 제조 공정을 나타내는 도 7∼도 10 을 참조하면서, 이 도 6에 도시한 안테나 장치의 제조 방법을 진술한다. 알루미나 기판(9)은, 도 7과 같이 후속 공정에서 원하는 사이즈로 분할할 수 있도록 스냅 라인(l0)을 설치하여 둔다. 또한, 스냅 라인 상의 원하는 장소에 관통 구멍(11)을 설치하여 둔다. 여기서는 50㎜×50㎜, 두께 1㎜인 알루미나 기판(9)에, 스냅 라인(10)은 세로 방향 5㎜ 간격, 가로 방향 10㎜ 간격, 관통 구멍(11)은 0.8φ인 것을 가로 방향의 스냅 라인 상에 2㎜ 간격으로 배치하였다.

다음에 도 8과 같이, 이 알루미나 기판(9)의 관통 구멍에 인쇄법을 이용하여 도체 페이스트를 충전, 건조 후, 850℃에서 소성하여, 관통 구멍 도체(14)를 형성하였다.

다음에 이 알루미나 기판(9)의 상면(91), 하면(92)에 각각 도 9의 (a), (b)와 같이 도체 패턴(12, 13)을 인쇄법으로 형성하였다.

마지막으로 도 10과 같이, 스냅 라인(10)에서 최소 단위로 분할함으로써, 안테나 장치(1)가 얻어진다. 이와 같이, 이 구조의 안테나에서는, 한번에 다수개를 제조하는 것이 가능하여, 제조 비용 절감의 효과가 크다.

또한, 여기서는 2개의 실시예에 대해 설명하였지만, 이들 실시예 중 어느 것에 대해서도, 알루미나 기판(9)을 분할하기 전 또는 분할한 후에 있어서 그 알루미나 기판 상에 형성한 도체층 상에 알루미나 기판(9)과 동질의 층을 형성하여도 좋다. 이렇게 함으로써 동일한 파장 대역 송수신용의 안테나에 관해 더욱 소형화를 도모할 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 제조한 안테나 장치의 성능에 대해 진술한다. 여 기서는, 도 1에 도시한 안테나 장치에 대해 진술한다.

이 안테나 장치(1)를 도 11과 같이 25×50㎜, 두께 0.8㎜의 평가 기판 상에 탑재하였다. 이 평가 기판은, 절연 기판(16)의 표면에 스트립 라인(17), 이면에 접지면(18)이 형성되고, 일단에 구비된 SMA 커넥터(19)로부터 스트립 라인(17)을 경유하여 타단에 탑재한 안테나 장치(1)에 전력을 공급하는 것이다.

이 때의 반사 손실-주파수 특성을 도 12에 도시한다. 공진 주파수 2448MH_Z, 반사 손실이 -6㏈ 이하로 되는 대역폭은 133MH_Z이었다.

또한, 도 11에 있어서의 XY면의 방사 패턴을 도 13에 도시한다. 방사 이득은, 이 면에 있어서 거의 등방성으로 되고, 최대 이득은 -0.7㏈i, 최소 이득은 -2.3㏈i이었다.

또한, 도 6에 도시한 구성 안테나 장치에 대해서도 평가를 행하였지만, 그 결과는, 도 1에 도시한 구성 안테나 장치의 평가 결과와 거의 동등하여, 여기서는 그 설명은 생략한다.

도 14는, 본 발명의 안테나 장치의 제3 실시예의 사시도이다.

이 안테나 장치(1)의 기체(2)는 상면(21), 하면(22), 및 오목부(231)와 볼록부(232)가 교대로 형성된 한쌍의 측면(23)을 갖는다. 또한 이 기체(2)의 상면(21)에는, 한쌍의 측면(23)이 대응하는 볼록부(232)끼리를 연결하는 도체층(3)이 형성되고, 기체(2)의 하면(22)에는, 한쌍의 측면(23)의 1피치 어긋난 볼록부(232)끼리를 연결하는 도체층(4)이 형성되며, 또한 한쌍의 측면(23)의 볼록부(232)에도 도체 층(5)이 형성되어, 이들의 도체층(3, 4, 5)은 전체적으로 기체(2)를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층으로 되어 있다.

여기서, 한쌍의 측면(23) 중 한쪽 측면(23a)의 도체층(5) 중, 전체적으로 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층을 구성하고 있는 가장 끝의 1개가 급전 전극(5a)이고, 또한 그 급전 전극(5a)에 인접한 위치에, 나선 도체층으로부터는 떨어진 접지 전극(6a)이 형성되며, 또한, 나선 도체층과 접지 전극(6a)을 기체의 상면을 경유하여 접속하는 접속 도체(6b)가 형성되어 있다.

여기서 기체(2)는 고주파대에 있어서 비유전률(εr), 비투자율(μr)이 안정되고, 저손실로, 공진 주파수의 온도 계수(τf)가 작은 것이 바람직하다. 본 예에서는 알루미나계 세라믹스 (2GH_z에 있어서 εr=8.5, Q=1000, τf=38ppm/℃)를 이용하였다. 도체는 구리, 은, 금, 니켈 등 도체 저항이 작은 것이 바람직하다. 여기서는 은-백금 페이스트 (Dupont사 QS-171)를 이용하였다.

도 14에 도시한 안테나 장치(1)의 제조 공정을 나타내는 도 15∼도 19를 참조하면서 이 안테나 장치(1)의 제조 방법을 진술한다. 도 15에 도시한 바와 같은 알루미나 기판(9)을 준비한다. 이 알루미나 기판(9)에는, 후속 공정에서 원하는 사이즈로 분할할 수 있도록 스냅 라인(10)을 설치하여 둔다. 또한, 스냅 라인 상의 원하는 장소에 관통 구멍(11)을 설치하여 둔다. 여기서는 50㎜×50㎜, 두께 1㎜인 알루미나 기판에 스냅 라인(10)은 세로 방향 5㎜ 간격, 가로 방향 10㎜ 간격, 관통 구멍(11)은 0.8φ인 것을, 가로 방향의 스냅 라인 상에 2㎜ 간격으로 배치하 였다.

다음에 이 알루미나 기판(9)의 상면(91), 하면(92)에, 각각 도 16, 도 17과 같이 도체 패턴(12, 13)을 형성하였다. 형성 방법은 도체 페이스트를 스크린 인쇄하여, 건조 후 850℃에서 소성하였다.

다음에, 상하 도체 형성 후의 알루미나 기판(9)을 관통 구멍이 형성된 스냅 라인에 따라서 도 18과 같이 분할하였다. 그리고, 미리 도체 페이스트(15)를 유리판 등의 평판(14) 상에 스키지 등을 이용하여 두께 0.2㎜ 정도로 연장하여 놓고, 그 도체 페이스트(15)에, 조금 전 알루미나 기판의 관통 구멍에 의해 형성된 볼록부를 침지하고, 볼록부의 선단만 도체 페이스트(15)를 도포, 건조, 소성하였다.

마지막으로 도 19와 같이, 스냅 라인에서 최소 단위로 분할함으로써, 안테나 장치(1)를 얻었다. 이와 같이, 이 구조의 안테나에서는, 한번에 다수개를 제조하는 것이 가능하여, 제조 비용 절감의 효과가 크다.

도 20은, 본 발명의 안테나 장치의 제4 실시예의 사시도이다. 도 14에 도시한 제3 실시예와의 상위점에 대해 설명한다. 도 14에 도시한 제3 실시예에서는, 접지 전극(6a)은, 기판을 전체적으로 나선형으로 둘러싸는 도체층과, 접속 도체(6b)를 경유하여, 기체 상면에서 접속되어 있지만, 도 20에 도시한 제4 실시예에서는, 접속 도체(6b)를 경유하여, 접지 전극(6a)이 형성된 측면(23a)과는 반대측의 측면(23b)에서 접속되어 있다.

도 21은, 본 발명의 안테나 장치의 제5 실시예의 사시도이다.

이 도 21에 도시한 제5 실시예에서는, 기판을 전체적으로 나선형으로 둘러싸 는 나선 도체층 중, 한쪽 측면(23a)에 배열된 복수의 도체막(5) 중, 가장 끝의 도체막을 접지 전극(5b), 그것에 인접하는 도체막을 급전 전극(5a)으로 하고, 이 접지 전극(5b)이 접지 도체를 겸하고 있다.

도 22는, 안테나 장치의 다른 예를 도시한 사시도이다.

이 도 22에 도시한 안테나 장치는, 안테나 장치 자체로서는, 본 발명의 안테나 장치의 비교예이지만, 후술하는 본 발명의 안테나 장치 조립체를 구성하는 안테나 장치이기도 하다.

이 도 22에 도시한 안테나 장치에서는, 접지 전극(6a)은, 접속 도체(6b)에 의해, 기체 상면을 경유하고, 접지 전극(6a)이 형성된 측면(23a)과는 반대측의 측면(23b)을 경유하고 또한 기체 하면을 경유하여, 기체를 전체적으로 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층에 접속되어 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 제조한 안테나 장치의 성능에 대해 진술한다.

이 안테나 장치(1)를, 도 23과 같이 25×50㎜, 두께 0.8㎜인 평가 기판 상에 탑재하였다. 이 평가 기판은, 절연 기판(16)의 표면에 스트립 라인(17), 이면에 접지면(18)이 형성되고, 일단에 구비된 SMA 커넥터(19)로부터 스트립 라인(17)을 경유하여 타단에 탑재한 안테나 장치(1)에 전력을 공급하는 것이다.

표 1은, 상기한 바와 같이하여 측정한 결과를 나타낸 것이다. 「변동 3σ값」은 동일 사양의 안테나 장치를 다수 제조했을 때의 공진 주파수 변동의 3σ값을 나타낸다.

중심 주파수 2.45GH_Z로부터의 변동

접점 위치	변동 3σ값
실시예1 : 안테나 상면(도 14)	±30MH_Z
실시예2 : 측면(도 20)	±60MH_Z
실시예3 : 단자로서 겸용(도 21)	±62MH_Z
비교예 : 하면(도 22)	±155MH_Z

이 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1∼3에서는, 비교예와 비교해, 변동이 억제되어 있다.

도 24는, 본 발명의 안테나 장치 조립체의 제1 실시예를 나타내는 도면이다.

이 도 24는, 안테나 장치(1)가, 회로 기판(97)에, 회로 기판 상면에 안테나 장치 하면이 접한 상태로 탑재된 것을 기판 하면측으로부터 본 도면이다.

여기에 나타내는 안테나 장치(1)는, 도 22에 도시한 접지 전극이 접속 도체층에 의해, 기체 하면에서 나선 도체층에 접속되어 있는 타입의 안테나 장치이다. 회로 기판(97)에는, 그 회로 기판의 일부가 절결되어 형성된 상하면에 관통하는 구멍(97a)이 설치되어 있고, 안테나 장치(1)의 기체 하면의 접속 도체층과 나선 도체층과의 접속 부분이 바로 그 구멍(97a)에 위치하고, 그 접속 부분이 회로 기판(97)에 접촉하지 않도록 되어 있다.

도 25는, 본 발명의 안테나 장치 조립체의 제2 실시예를 나타내는 도면이다.

이 도 25도, 도 24와 마찬가지로, 도 22에 도시한 타입의 안테나 장치(1)가 회로 기판(97)에, 회로 기판 상면에 안테나 장치 하면이 접한 상태로 탑재된 것을 기판 하면으로부터 본 도면이다.

회로 기판(97)에는 절결 부분은 설치되어 있지 않지만, 안테나 장치(1)의 접속 도체와 나선 도체의 접속 부분이 회로 기판(97)으로부터 비어져 나와 있다.

이와 같이, 상기한 접속 부분이 안테나 장치 하면에 형성되어 있어도, 회로 기판의 일부를 절결하거나 또는 그 부분이 회로 기판으로부터 비어져 나온 상태로 탑재함으로써, 변동을 억제할 수 있다. 표 2는, 도 24, 도 25의 형태의 안테나 장치 조립체의 공진 주파수 변동의 측정 결과이다.

중심 주파수 2.45GH_Z로부터의 변동

탑재 방법	변동 3σ값
접점 하부의 기판 결절(도 24)	±72MH_Z
안테나 돌출(도 25)	±68MH_Z

이 표 2를 상술한 표 1의 최하행과 비교하면, 공진 주파수의 변동이 작아지고 있는 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 의한 안테나 장치 및 안테나 장치 조립체는, 휴대 통신기용 안테나로서 충분한 성능을 갖고 있다고 말할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유전체 기체 표면에 나선형 방사 도체를 형성한 헤리컬 안테나에 있어서, 기체 측면에 설치한 볼록부 또는 오목부에 도체를 형성하고, 상하면에 형성한 도체를 접속하여 나선형 방사 도체로 함으로써, 양산이 용이하고, 휴대 통신 단말에 최적인 표면 실장형 안테나를 공급할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 유전체 기체 표면에 나선형 방사 도체를 형성한 안테나 장치에 있어서, 해당 나선형 도체와 접지용 선형 도체의 접점을 안테나를 회로 기판에 탑재했을 때에 회로 기판과 접하지 않는 부분에 형성함으로써, 해당 접점이 회로 기판이 되는 면에 형성된 것보다 공진 주파수의 변동을 작게 억제할 수 있다.

Claims

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안테나 장치로서,

상하면을 가짐과 함께, 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 한쌍의 측면을 갖는, 유전성 또는 자성 중 적어도 어느 하나의 특성을 가지는 재료로 이루어지는 기체(基體)와;

상기 기체의 상하면 및 그 기체의 상기 한쌍의 측면의 볼록부 또는 오목부에 형성되고, 전체적으로 그 기체를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층과;

상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 1개로 이루어지는, 상기 나선 도체층에 전력을 공급하기 위한 급전(給電) 전극과;

상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 다른 1개로 이루어지는, 상기 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극

을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
안테나 장치로서,

상하면을 가짐과 함께, 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 한쌍의 측면을 갖는, 유전성 또는 자성 중 적어도 어느 하나의 특성을 가지는 재료로 이루어지는 기체와;

상기 기체의 상하면 및 그 기체의 상기 한쌍의 측면의 볼록부 또는 오목부에 형성되고, 전체적으로 그 기체를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층과;

상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 한쪽 끝에 위치하는 부분으로 이루어지는, 상기 나선 도체층에 전력을 공급하기 위한 급전 전극과;

상기 기체의, 상기 급전 전극이 형성된 측면과 동일 측면의, 상기 급전 전극에 대해 소정의 간격을 두고 그 급전 전극에 인접한 위치에 형성된, 상기 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극과;

상기 접지 전극으로부터 연장되어, 상기 기체의 상면을 경유하여 상기 나선 도체층에 접속함으로써, 상기 나선 도체층의 일부와 협동하여 상기 접지 전극과 상기 급전 전극을 접속하는 접속 도체층

을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
안테나 장치로서,

상하면을 가짐과 함께, 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 한쌍의 측면을 갖는, 유전성 또는 자성 중 적어도 어느 하나의 특성을 가지는 재료로 이루어지는 기체와;

상기 기체의 상하면 및 그 기체의 상기 한쌍의 측면의 볼록부 또는 오목부에 형성되고, 전체적으로 그 기체를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층과;

상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 한쪽 끝에 위치하는 부분으로 이루어지는, 상기 나선 도체층에 전력을 공급하기 위한 급전 전극과;

상기 기체의, 상기 급전 전극이 형성된 측면과 동일 측면의, 상기 급전 전극에 대해 소정의 간격을 두고 그 급전 전극에 인접한 위치에 형성된, 상기 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극과;

상기 접지 전극으로부터 연장되어, 상기 기체의 상면과, 또한 상기 기체의, 상기 접지 전극이 형성된 측면과는 반대측의 측면을 경유하여 상기 나선 도체층에 접속함으로써, 상기 나선 도체층의 일부와 협동하여 상기 접지 전극과 상기 급전 전극을 접속하는 접속 도체층

을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
안테나 장치 조립체로서,

상하면을 가짐과 함께, 오목부와 볼록부가 교대로 형성된 한쌍의 측면을 갖는, 유전성 또는 자성 중 적어도 어느 하나의 특성을 가지는 재료로 이루어지는 기체와, 상기 기체의 상하면, 및 그 기체의 상기 한쌍의 측면의 볼록부 또는 오목부에 형성되고, 전체적으로 그 기체를 나선형으로 둘러싸는 나선 도체층을 포함하는 안테나 장치, 및

상기 안테나 장치가 상기 안테나 장치 하면을 접한 상태로 탑재된 회로 기판

을 포함하고,

상기 안테나 장치는,

상기 나선 도체층을 구성하는, 상기 기체의 한쪽 측면에 순차 간격을 두고 배열된 복수의 부분 중 한쪽 끝에 위치하는 부분으로 이루어지는, 상기 나선 도체층에 전력을 공급하기 위한 급전 전극과;

상기 기체의, 상기 급전 전극이 형성된 측면과 동일 측면의, 상기 급전 전극에 대해 소정의 간격을 두고 그 급전 전극에 인접한 위치에 형성된, 상기 나선 도체층을 접지하기 위한 접지 전극과;

상기 접지 전극으로부터 연장되어, 상기 기체의 하면을 경유하여 상기 나선 도체층에 접속함으로써, 상기 나선 도체층의 일부와 협동하여 상기 접지 전극과 상기 급전 전극을 접속하는 접속 도체층

을 포함하고,

상기 안테나 장치 하면의, 상기 나선 도체층과 상기 접속 도체층과의 접속점과, 상기 회로 기판과의 접촉을 면한 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치 조립체.