JP2000013132A - チップアンテナ - Google Patents

チップアンテナ

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JP2000013132A
JP2000013132A JP10186901A JP18690198A JP2000013132A JP 2000013132 A JP2000013132 A JP 2000013132A JP 10186901 A JP10186901 A JP 10186901A JP 18690198 A JP18690198 A JP 18690198A JP 2000013132 A JP2000013132 A JP 2000013132A
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chip antenna
conductor
spiral
spiral conductor
base
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JP10186901A
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Toshiichi Endo
敏一 遠藤
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体の影響が少なく、指向性特性、反射特性
が良好であるチップアンテナを提供することを目的とす
るものである。 【解決手段】 誘電体材料または磁性体材料で構成され
ている基体と、この基体の内部に偏在して設けられ、ス
パイラル状に巻回されているスパイラル導体と、このス
パイラル導体に接続されている直線状導体と、この直線
状導体を介して上記スパイラル導体に接続され、上記基
体の表面に設けられている給電端子とを有し、上記基体
における給電端子とは反対側に上記スパイラル導体が偏
在しているチップアンテナである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信、ロー
カル・エリア・ネットワークに使用するチップアンテナ
に関する。
【0002】
【従来の技術】図17は、特開平9−36639号公
報、特開平8−316725号公報等に開示されている
従来のヘリカルタイプのチップアンテナCA11を示す
透視斜視図である。
【0003】従来のチップアンテナCA11は、基体1
と、ヘリカル導体2と、基体1の表面に設けられている
端子電極4とを有する。ヘリカル導体2は、内部導体2
iとビア導体2vとによって構成され、基体1内のほぼ
全体に分布して設けられている。
【0004】一般的に、チップアンテナは、移動体通信
機器において内蔵アンテナとして使用されるが、外付け
タイプのロッドアンテナや、ヘリカルヘリカルアンテナ
と比較すると、利得が悪く、主にダイバーシティ用とし
て多く使われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図18は、従来のチッ
プアンテナCA11の等価回路図である。
【0006】図19は、従来のチップアンテナCA11
の周辺に発生する磁界を示す図である。
【0007】図19に示すように、従来のチップアンテ
ナCA11において、ヘリカルコイルの内側を通る磁界
の多くが、筐体ACを通過するので、筐体ACの影響を
非常に大きく受ける。
【0008】従来のチップアンテナCA11は、磁流ア
ンテナとも呼ばれ、アンテナ周辺における磁界の発生の
仕方が特性に大きく影響を与える。また、一般的には、
アンテナは筐体ACを含めた形で評価するが、その筐体
ACの影響は非常に大きい。つまり、ヘリカルタイプの
アンテナは、磁界が筐体ACの影響を特に受けやすいた
め、指向特性がかなり筐体AC側に引っ張られる。
【0009】また、チップアンテナCA11は、理想的
な磁界を形成することができないので、外付けアンテナ
と比較すると、反射特性(VSWR)が悪いという問題
がある。
【0010】本発明は、筐体の影響が少なく、指向性特
性、反射特性が良好であるチップアンテナを提供するこ
とを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体材料ま
たは磁性体材料で構成されている基体と、この基体の内
部に偏在して設けられ、スパイラル状に巻回されている
スパイラル導体と、このスパイラル導体に接続されてい
る直線状導体と、この直線状導体を介して上記スパイラ
ル導体に接続され、上記基体の表面に設けられている給
電端子とを有し、上記基体における給電端子とは反対側
に上記スパイラル導体が偏在しているチップアンテナで
ある。
【0012】
【発明の実施の形態および実施例】図1は、本発明の第
1の実施例であるチップアンテナCA1を示す透視斜視
図である。
【0013】チップアンテナCA1は、移動体通信また
はローカル・エリア・ネットワークに使用するチップア
ンテナであり、誘電体材料で構成されている基体11
と、基体11の内部に、スパイラル状に巻回されている
スパイラル導体20と、スパイラル導体20に電気的に
接続されている30と、基体11の表面に設けられてい
る給電端子としての端子電極40とを有するものであ
る。
【0014】基体11は、複数枚のグリーンシートを積
層し、スタックし、プレスし、焼成したものである。
【0015】スパイラル導体20は、複数の内部導体2
1と複数のビア導体22とで構成され、内部導体21と
ビア導体22とが接続されることによって、導体が巻回
され、スパイラル導体20が構成される。内部導体21
は、グリーンシートに印刷等によって設置されている。
また、スパイラル導体20は、1つの平面上に巻回さ
れ、直線状導体30の端部30tとは反対側に位置する
導体である。つまり、スパイラル導体20は、基体11
の内部に偏在して設けられ、すなわち、基体11におけ
る端子電極40とは反対側にスパイラル導体20が偏在
している直線状導体30の一端は、スパイラル導体20
の一部に接続され、直線状導体30の他端である端部3
0tは、端子電極40に接続され、給電点を構成してい
る。
【0016】図2は、チップアンテナCA1の構成図で
ある。
【0017】チップアンテナCA1は、図2に示すよう
に、グリーンシート11a〜11gのうちの所定のグリ
ーンシートに、内部導体21a〜21fとビア導体22
と直線状導体30とが設けられ、これらのグリーンシー
ト11a〜11gを積層し、焼成したものである。内部
導体21a〜21fと直線状導体30とは、印刷、スパ
ッタ、蒸着、エッチング等の手法によって形成されたも
のであり、また、ビア導体22は、互いに隣接するグリ
ーンシートの内部導体同士が接続されるように、グリー
ンシートにレーザー、パンチング機等で穴を開け、それ
を導体で埋めたものである。
【0018】そして、グリーンシート11a〜11gを
順に積み重ね、場合によっては、グリーンシート11a
〜11gの各シート間に内部導体が形成されていないグ
リーンシート(ビア導体のみが形成されているグリーン
シート)を介在させるようにしてもよい。スタックし、
プレスし、焼成し、直線状導体30の端部30tと接続
するように、基体11の表面に端子電極40を、ターミ
ネート、印刷、スパッタ、蒸着、エッチング等によって
構成する。
【0019】図3は、チップアンテナCA1の等価回路
図である。給電点40pは、端子電極40と端部30t
との接続点である。
【0020】図4は、チップアンテナCA1の周辺に発
生する磁界を示す図である。測定評価用として筐体AC
にアルミニウムを使用した。
【0021】ところで、従来のヘリカルタイプのチップ
アンテナCA11は、図19に示すように、そのヘリカ
ルコイルの内側を通る磁界が、アルミニウム筐体AC側
では、筐体ACの直近に位置するので、アルミニウム筐
体ACの影響を非常に大きく受ける。しかし、上記実施
例であるチップアンテナCA1では、図4に示すよう
に、スパイラル導体20がアルミニウム筐体ACから比
較的離れているので、その影響を受けにくい。
【0022】図5は、チップアンテナCA1と従来のチ
ップアンテナCA11とにおける垂直方向の指向性特性
図である。
【0023】図6は、垂直方向の指向性特性を測定する
場合におけるチップアンテナCA1(被測定物)の配置
関係を示す図である。
【0024】図7は、チップアンテナCA1と従来のチ
ップアンテナCA11とにおける水平方向の指向性特性
図である。
【0025】図8は、水平方向の指向性特性を測定する
場合におけるチップアンテナCA1(被測定物)の配置
関係を示す図である。
【0026】図5、図7において、上記実施例であるチ
ップアンテナCA1における指向性特性が実線で示さ
れ、従来のチップアンテナCA11における指向性特性
が破線で示されている。図5、図7に示すように、従来
のチップアンテナCA11の垂直方向指向性特性に対し
て、チップアンテナCA1の垂直方向指向性特性は、移
動体通信機器が本来必要としている方向(斜め上方)の
指向性が強い。なお、チップアンテナCA1とチップア
ンテナCA11における水平方向の指向性特性は、図7
に示すように、互いにほぼ同等である。
【0027】図9は、従来のチップアンテナCA11と
チップアンテナCA1と後述のチップアンテナCA2と
における反射特性(VSWR)を比較して示す図であ
る。
【0028】チップアンテナCA1の反射特性は、図9
に示すように、従来のチップアンテナCA11の反射特
性よりも、VSWR値が低いことが分かる。
【0029】図10は、本発明の第2の実施例であるチ
ップアンテナCA2を示す透視斜視図である。
【0030】チップアンテナCA2は、基本的には、チ
ップアンテナCA1と同じであるが、スパイラル導体2
0の代わりにスパイラル導体50が設けられている点が
チップアンテナCA1とは異なる。スパイラル導体50
は、内部導体51とビア導体52とによって構成され、
その巻き軸に対して斜めに巻回され、つまり、スパイラ
ル導体50は、その1ターン毎に、巻き軸方向にずれて
配置されている。
【0031】図11は、チップアンテナCA2の構成図
である。
【0032】チップアンテナCA2は、図11に示すよ
うに、グリーンシート12a〜12iのうちの所定のグ
リーンシートに、内部導体51a〜51hとビア導体5
2と直線状導体30とが設けられ、これらのグリーンシ
ート12a〜12iを積層し、焼成したものである。内
部導体51a〜51hと直線状導体30とは、印刷、ス
パッタ、蒸着、エッチング等の手法によって形成された
ものであり、また、ビア導体52は、互いに隣接するグ
リーンシートの内部導体同士が接続されるように、グリ
ーンシートにレーザー、パンチング機等で穴を開け、そ
れを導体で埋めたものである。
【0033】そして、グリーンシート12a〜12iを
順に積み重ね、場合によっては、グリーンシート12a
〜12iの各シート間に内部導体が形成されていないグ
リーンシート(ビア導体のみが形成されているグリーン
シート)を介在させるようにしてもよい。スタックし、
プレスし、焼成し、直線状導体30の端部30tと接続
するように、基体12の表面に端子電極40を、ターミ
ネート、印刷、スパッタ、蒸着、エッチング等によって
構成する。
【0034】また、スパイラル導体50の巻き軸方向と
直交する方向から見て、スパイラル導体50を構成する
導体同士の重なりが少なくなるように、上記スパイラル
導体を構成する導体が配設されている。つまり、グリー
ンシート12a〜12cに設けられている内部導体51
a〜51cは、2つの直線の導体が連続して配置された
ものであり、上記2つの直線の導体が所定角度で接続さ
れている。
【0035】図12は、チップアンテナCA2の等価回
路図である。
【0036】チップアンテナCA2におけるスパイル状
導体50は、スパイラルの巻き軸に対して斜めに巻回さ
れている(ずらされてる)ので、スパイラル導体50を
構成する1ターンと、この1ターンの隣に配置される1
ターンとの距離を、チップアンテナCA1における上記
距離よりも、離すことができる。したがって、チップア
ンテナCA2において、スパイラル導体50を構成する
1ターンと隣接する1ターンとの間における浮遊容量が
低減し、これによって、チップアンテナ特性の帯域幅を
広げることができる。つまり、チップアンテナCA1の
反射特性における帯域幅よりも、チップアンテナCA2
の反射特性における帯域幅が、図9に示すように、広
い。
【0037】つまり、チップアンテナCA2は、スパイ
ラル導体50を構成する導体として、1つのグリーンシ
ートに、2つの直線の導体が設けられ、上記2つの直線
の導体が所定角度で接続され、スパイラル導体50を構
成する導体同士の接近が少ない。
【0038】図13は、本発明の第3の実施例であるチ
ップアンテナCA3を示す透視斜視図である。
【0039】チップアンテナCA3は、チップアンテナ
CA1において、スパイラル導体20を構成する内部導
体21の一部を基体11の表面に構成し、基体11の表
面に構成された内部導体21の一部について、レーザー
またはサンドブラストによってトリミングTMを行った
ものである。
【0040】図14は、本発明の第4の実施例であるチ
ップアンテナCA4を示す透視斜視図である。
【0041】チップアンテナCA4は、チップアンテナ
CA2において、スパイラル導体50を構成する内部導
体51の一部を基体12の表面に構成し、基体12の表
面に構成された内部導体51の一部について、レーザー
またはサンドブラストによってトリミングTMを行った
ものである。
【0042】チップアンテナCA3、CA4において、
トリミングTMによって、スパイラル導体の長さが調整
され、これによって同調周波数の調整が可能であるの
で、工程ばらつきなどに対して、歩留まりを向上するこ
とができる。
【0043】なお、トリミングTMすべき導体は、基体
11、12の表面に設けるだけでなく、基体11、12
の内部に配置されてもよい。
【0044】図15は、本発明の第5の実施例であるチ
ップアンテナCA5を示す透視斜視図である。
【0045】チップアンテナCA5は、基本的には、チ
ップアンテナCA1と同じであり、端子電極40の代わ
りに、端子電極41が使用され、直線状導体30の代わ
りに直線状導体31が使用されているものである。端子
電極41は、基体11の表面であって、スパイラル導体
20の巻き軸の方向と平行する表面に設けられ、直線状
導体31の端部31tが折り曲げられ、端子電極41に
接続されている。端部31tにおける上記折り曲げ部
は、ビア導体によって形成されている。
【0046】なお、チップアンテナCA1〜CA4にお
いて、端子電極40は、基体11、12の表面であっ
て、スパイラル導体20の巻き軸の方向と平行する表面
と直交する表面とに設けられている。
【0047】図16は、本発明の第6の実施例であるチ
ップアンテナCA6を示す透視斜視図である。
【0048】チップアンテナCA6は、基本的には、チ
ップアンテナCA2と同じであり、端子電極40の代わ
りに、端子電極41が使用され、直線状導体30の代わ
りに直線状導体31が使用されているものである。端子
電極41は、基体12の表面であって、スパイラル導体
50の巻き軸の方向と平行する表面に設けられ、直線状
導体31の端部31tが端子電極41に接続されてい
る。
【0049】チップアンテナCA5、CA6を使用する
と、チップアンテナCA1〜CA4を使用した場合より
も、チップアンテナを実装する基板を小さくすることが
できる。つまり、チップアンテナCA1〜CA4をアン
テナ実装基板に実装する場合、アンテナ実装基板におけ
るハンダパッド(ハンダ付けパターン)として、チップ
アンテナ下面側以外に、ハンダ付け時にチップアンテナ
側面側から延びるハンダフィレット分をも確保する必要
が生じる。一方、チップアンテナCA5、CA6をアン
テナ実装基板に実装する場合、ハンダ付け時にチップア
ンテナの側面側からハンダフィレットが延びないので、
アンテナ実装基板におけるハンダパッドとして、チップ
アンテナの下面側のみを確保すれば足り、チップアンテ
ナの側面側から延びるであろうハンダフィレットに対応
するハンダパッドを確保する必要がなくなり、この分だ
け、チップアンテナCA1〜CA4よりもアンテナ実装
基板を小型にでき、実装密度が向上する。
【0050】上記各実施例において、基体11、12と
して使用する誘電体材料は、セラミック(コーディライ
ト、フォルステライト、アルミナ、ガラス系セラミッ
ク、酸化チタン系セラミック等、またはこれらの混合
物)、樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミ
ド、ビスマレイミド、トリアジン、液晶ポリマー等)、
またはセラミックと樹脂とのコンポジット材料であり、
導体は、金、銀、銅、パラジウム等である。なお、基体
11、12として使用する誘電体材料の代わりに、磁性
体材料を使用するようにしてもよい。
【0051】チップアンテナCA1、CA3、CA5
は、基体11の内部に導体21が設けられているが、こ
の導体21を基体11の表面に設けるようにしてもよ
い。また、上記各実施例において、1つの基体に、スパ
イラル導体20または50が1つ設けられているが、1
つの基体に、スパイラル導体20または50を複数設け
るようにしてもよい。さらに、上記各実施例において、
1つの基体に、直線状導体30または31が1つ設けら
れているが、1つの基体に、直線状導体30または31
を複数設けるようにしてもよい。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、筐体の影響が少なく、
指向性特性、反射特性が良好であるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例であるチップアンテナC
A1を示す斜視図である。
【図2】チップアンテナCA1の構成図である。
【図3】チップアンテナCA1の等価回路図である。
【図4】チップアンテナCA1の周辺に発生する磁界を
示す図である。
【図5】チップアンテナCA1と従来のチップアンテナ
CA11とにおける垂直方向の指向性特性図である。
【図6】垂直方向の指向性特性を測定する場合における
チップアンテナCA1の配置関係を示す図である。
【図7】チップアンテナCA1と従来のチップアンテナ
CA11とにおける水平方向の指向性特性図である。
【図8】水平方向の指向性特性を測定する場合における
チップアンテナCA1の配置関係を示す図である。
【図9】従来のチップアンテナCA11とチップアンテ
ナCA1と後述のチップアンテナCA2とにおける反射
特性を比較して示す図である。
【図10】本発明の第2の実施例であるチップアンテナ
CA2を示す斜視図である。
【図11】チップアンテナCA2の構成図である。
【図12】チップアンテナCA2の等価回路図である。
【図13】本発明の第3の実施例であるチップアンテナ
CA3を示す斜視図である。
【図14】本発明の第4の実施例であるチップアンテナ
CA4を示す斜視図である。
【図15】本発明の第5の実施例であるチップアンテナ
CA5を示す斜視図である。
【図16】本発明の第6の実施例であるチップアンテナ
CA6を示す斜視図である。
【図17】従来のヘリカルタイプのチップアンテナCA
11を示す斜視図である。
【図18】従来のチップアンテナCA11の等価回路図
である。
【図19】従来のチップアンテナCA11の周辺に発生
する磁界を示す図である。
【符号の説明】
CA1〜CA6…チップアンテナ、 11、12…基体、 20、50…スパイラル導体、 21、51…内部導体、 22、52…ビア導体、 30、31…直線状導体、 30t、31t…端部、 40、41…端子電極、 AC…筐体。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体通信またはローカル・エリア・ネ
    ットワークに使用するチップアンテナにおいて、 誘電体材料または磁性体材料によって構成されている基
    体と;上記基体の内部に偏在して設けられ、スパイラル
    状に巻回されているスパイラル導体と;上記スパイラル
    導体に接続されている直線状導体と;上記直線状導体を
    介して上記スパイラル導体に接続され、上記基体の表面
    に設けられている給電端子と;を有し、上記基体におけ
    る給電端子とは反対側に上記スパイラル導体が偏在して
    いることを特徴とするチップアンテナ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記スパイラル導体
    は、1つの平面上に巻回されている導体であることを特
    徴とするチップアンテナ。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 上記スパイラル導体は、上記スパイラルの巻き軸に対し
    て斜めに巻回されている導体であることを特徴とするチ
    ップアンテナ。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 上記スパイラル導体を構成する導体として、1つのグリ
    ーンシートに、2つの直線の導体が設けられ、上記2つ
    の直線の導体が所定角度で接続され、上記スパイラル導
    体を構成する導体同士の接近を少なくしてあることを特
    徴とするチップアンテナ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれか1項にお
    いて、 上記スパイラル導体は、その一部分がレーザーまたはサ
    ンドブラストによってトリミングされている導体である
    ことを特徴とするチップアンテナ。
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Cited By (5)

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