JP2003110348A - 表面実装型チップアンテナ - Google Patents

表面実装型チップアンテナ

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JP2003110348A
JP2003110348A JP2002003008A JP2002003008A JP2003110348A JP 2003110348 A JP2003110348 A JP 2003110348A JP 2002003008 A JP2002003008 A JP 2002003008A JP 2002003008 A JP2002003008 A JP 2002003008A JP 2003110348 A JP2003110348 A JP 2003110348A
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chip antenna
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ground electrode
type chip
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Jong Cheol Yoon
チェオル ユーン ジョン
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振周波数を低めるか、或いはアンテナの大
きさを減少させ得るように、誘電体ブロックの側面上に
少なくとも１つの導電パターンを備えた表面実装型チッ
プアンテナを提供する。 【解決手段】 互いに対向する第１主面１２ｂ及び第２
主面１２ａを有する直方体からなる誘電体ブロック１２
と、前記誘電体ブロック１２の第１主面１２ｂ上に形成
された接地電極１３と、前記誘電体ブロック１２の第２
主面１２ａ上に形成された放射部１７ａ及び前記誘電体
ブロック１２の少なくとも１つの側面に形成され、前記
放射部１７ａと前記接地電極１３とを連結する短絡部１
７ｂを備えることにより、所定の共振周波数で共振され
る放射電極と、前記放射電極に隣接した部分に少なくと
も１つの突起部を有する給電パターンとを含む。

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チップア
ンテナに関し、より詳細には給電パターンの少なくとも
一側に突起部を形成し、前記突起部を用いて、放射電極
と給電パターンとの間隔及び給電パターンと接地電極と
の間隔を調節することにより、インピーダンスマッチン
グを容易に行うことが可能な表面実装型チップアンテナ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、表面実装型チップアンテナは、
小型通信装置のアンテナに用いられるが、最近は移動通
信端末機に内蔵されるＧＰＳ(global positioning syst
em)アンテナとして脚光を浴びている。通常、表面実装
型チップアンテナは、ほぼ直方体の誘電体に給電パター
ン、放射電極及び接地電極を形成し、前記給電パターン
を介して入力された高周波信号の一部を放射電極によっ
て放射するアンテナとしての機能を行う。
【０００３】図３は従来の表面実装型チップアンテナを
示す。図３を参照すると、前記表面実装型チップアンテ
ナは、セラミック素材または樹脂からなる誘電体ブロッ
ク１０２を備える。前記誘電体ブロック１０２は、第１
主面１０２ａに形成された接地電極１０３、第２主面１
０２ｂに形成された放射電極１０４、及び前記第１主面
１０２ａから一側面に亘って形成された給電パターン１
０５を備える。特に、前記放射電極１０４は、前記給電
パターン１０５と所定の間隔を有して形成され、それぞ
れ異なる側面に形成された２つの短絡部１０７、１０８
によって接地電極１０３と接続される。前記放射電極１
０４はλ／４（共振周波数の波長）の長さを有する。
【０００４】前記表面実装型チップアンテナ１１０で
は、静電容量は給電パターン１０５と放射電極１０４と
の間に形成され、前記放射電極１０４はこの静電容量を
通過する誘導容量によって励起される。言い換えれば、
前記給電パターン１０５に入力された高周波信号は放射
電極１０４と給電パターン１０５との間に形成された静
電容量を介して放射電極１０４に伝送される。さらに、
前記放射電極１０４は、マイクロストリップライン共振
器の如く共振され、その放射電極１０４と接地電極１０
５との間で発生した電界の一部を空間に放射する。この
ように、前記表面実装型チップアンテナ１１０は共振型
アンテナとして作用することができる。
【０００５】また、図３に示すように、放射電極１０４
と接地電極１０５とを連結する短絡部１０７、１０８
は、それぞれ異なる側面に２つを形成し、電流密度を分
散させる役割をする。このような表面実装型チップアン
テナ１１０では、接地電極１０３と放射電極１０４との
間の静電容量と、放射電極１０４のインダクタンスによ
って共振回路が形成され、給電パターン１０５と放射電
極１０４との間の静電容量によって放射電極１０４と給
電パターン１０５とを相互結合させることにより、共振
周波数を調整する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記表面実
装型チップアンテナ１１０は、所定の共振周波数に適す
るように、表面上に電極を一定のパターン形成工程によ
って予め形成するので、共振周波数を調整することが容
易ではなかった。一方、アンテナの小型化のために、誘
電体ブロックの材料として高誘電率セラミック素材（通
常、誘電率２０以上の材料）を使用したが、このような
セラミック素材は、比重が大きいだけでなく材料コスト
も高いため、移動通信端末機用アンテナへの適用に問題
となってきた。また、高誘電率のセラミック素材を用い
たチップアンテナは、非常に狭小な周波数帯域幅を有す
るという短所がある。結局、移動通信端末機が人体に近
接するなどアンテナの周辺環境が変化するにつれて、ア
ンテナの動作周波数が使用周波数帯域から外れ、衛星信
号の受信感度が急激に低下するという問題があった。
【０００７】従って、当技術分野では共振周波数の調整
が容易で、誘電率の低いセラミック素材を用いても小型
化を実現することが可能な新しい構造の表面実装型チッ
プアンテナが求められてきた。
【０００８】本発明は、かかる問題を解決するためのも
ので、その目的は、インピーダンスマッチングを容易に
行えるように、給電パターンの少なくとも一側に突起部
を有する表面実装型チップアンテナを提供することにあ
る。
【０００９】本発明の他の目的は、共振周波数を低め、
或いはアンテナの大きさを減少させ得るように、誘電体
ブロックの側面上に少なくとも１つの導電パターンを備
えた表面実装型チップアンテナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、互いに対向する第１主面１２ｂ及び第２
主面１２ａを有する直方体からなる誘電体ブロック１２
と、前記誘電体ブロック１２の第１主面１２ｂ上に形成
された接地電極１３と、前記誘電体ブロック１２の第２
主面１２ａ上に形成された放射部１７ａ、及び前記誘電
体ブロック１２の少なくとも１つの側面に形成され、前
記放射部１７ａと前記接地電極１３とを連結する短絡部
１７ｂを備えることにより、所定の共振周波数で共振さ
れる放射電極１７と、前記誘電体ブロック１２の少なく
とも一側面に形成され、前記放射電極１７及び前記接地
電極１３からそれぞれ所定の間隔を有して形成され、前
記放射電極１７に隣接した部分に少なくとも１つの突起
部１５ａ，１５ｂを有する給電パターン１５とを備えた
ことを要旨とする。従って、インピーダンスマッチング
を容易に行える。
【００１１】本発明の一実施の形態では、前記給電パタ
ーン１５を、前記給電パターン１５の両側にそれぞれ１
つの突起部１５ａ，１５ｂを備えたＴ字形給電パターン
にすることにより、インピーダンスマッチングをより容
易に行うことができる。また、必要に応じて、前記給電
パターン１５の突起部１５ａ，１５ｂは、隣接した側面
まで延長して形成することもできる。ひいては、本発明
の他の実施の形態では、前記誘電体ブロック１２の一側
面から対向する他側面に貫通孔Ｈを貫設することによ
り、誘電体材料の重量を減少させることができ、前記貫
通孔Ｈは円筒状、または長方形の断面を有する四角柱状
にすることもできる。一方、本発明では、前記接地電極
１３に連結された前記放射電極１７の短絡部１７ｂを、
前記給電パターン１５の形成された側面と隣接していな
い側面に形成することもできる。また、本発明の他の実
施の形態では、前記誘電体ブロック１２の側面には、前
記放射電極２７から前記誘電体ブロック１２の側面の一
部分まで延長され、或いは前記接地電極２３から前記誘
電体ブロック１２の側面の一部分まで延長された少なく
とも１つの導電パターン２９を形成することにより、前
記放射電極と前記接地電極間の容量性結合を増加させて
共振周波数を低下させるか、或いは同じ共振周波数の場
合にはより小型化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明
の一実施の形態による表面実装型チップアンテナ２０を
示す。前記表面実装型チップアンテナ２０は、セラミッ
ク素材または樹脂からなる誘電体ブロック１２を含む。
前記誘電体ブロック１２は、互いに対向する第１主面１
２ｂと第２主面１２ａを有する直方体からなり、前記第
１主面１２ｂと第２主面１２ａにはそれぞれ接地電極１
３と放射電極１７が形成される。
【００１３】また、前記第１主面１２ｂと前記第２主面
１２ａ間の側面には給電パターン１５が形成されるが、
前記給電パターン１５は前記接地電極１３及び前記放射
電極１７から所定の間隔を置いて形成され、前記給電パ
ターン１５の両側に突起部１５ａ、１５ｂを付加するこ
とによりＴ字形の電極とされる。
【００１４】このように、本発明の特徴は、給電パター
ン１５の両側から延長された突起部１５ａ、１５ｂをさ
らに形成することにより、接地電極１３との静電容量及
び放射電極１７との静電容量を調整できることにある。
即ち、前記突起部１５ａ、１５ｂの延長される長さを調
節することにより、給電パターン１５と接地電極１３と
の間及び給電パターン１５と放射電極１７との間で発生
する静電容量の調整が可能であり、よって、前記表面実
装型チップアンテナ２０のインピーダンスマッチングを
容易に行うことができる。
【００１５】特に、本実施の形態では、突起部１５ａ、
１５ｂのうち一方の突起１５ａは隣接した他側面に延長
されるから、突起部１５ａ、１５ｂによる静電容量の調
整幅を大きくすることができるという利点がある。
【００１６】前記給電パターン１５は、前記接地電極１
３の形成されている第１主面１２ｂのコーナにまで形成
されることができる。次に、他の基板上に前記誘電体ブ
ロックが実装される時に、その基板上の給電ラインと前
記給電パターン１５とが連結されるようにすることもで
きる。この際も、前記接地電極１３は、給電パターン１
５から所定の間隔を有して形成されるべきなので、前記
給電パターン１５の形状に応じてその形状が変更される
こともある。
【００１７】また、前記放射電極１７は、前記誘電体ブ
ロック１２の第２主面１２ａ上に形成された放射部１７
ａ、及び前記誘電体ブロック１２の少なくとも１つの側
面に形成され、前記放射部１７ａと前記接地電極１３と
を連結する短絡部１７ｂを備える。
【００１８】次に、図１を参照して、前記給電パターン
の突起部１５ａ、１５ｂを用いたインピーダンスマッチ
ング原理を詳細に説明する。図１（Ｂ）は図１（Ａ）に
示す表面実装型チップアンテナ２０の概略的な等価回路
図である。
【００１９】図１（Ｂ）の回路は、インダクタンスＬ、
抵抗Ｒ、キャパシタ（Ｃ３４、Ｃ３５及びＣ５４）から
なる共振回路である。インダクタンスＬは放射電極の自
己インダクタンスを示し、抵抗Ｒは放電電極による抵抗
値を示す。この抵抗値は空間に放射された共振エネルギ
ーと同一である。
【００２０】また、キャパシタＣ３４は、放射電極と接
地電極間の静電容量を示し、キャパシタＣ３５は給電パ
ターンと放射電極間の静電容量を示し、キャパシタＣ３
５は給電パターンと接地電極間の静電容量を示す。
【００２１】一旦、高周波信号源からキャパシタＣ３５
を介して共振回路に信号が入力されると、前記共振回路
から共振が発生し、共振エネルギーの一部が空間に放射
されながら送信アンテナとして作用する。ここで、前記
共振回路と高周波信号源を発生させる外部回路とのイン
ピーダンスマッチングを実現することが重要である。本
実施の形態では、前述したように、Ｔ字形給電パターン
の両突起部の長さを調節して接地電極とのキャパシタＣ
３５を変化させることにより、インピーダンスマッチン
グを容易に実現することができる。
【００２２】一方、本発明の前記実施の形態は、チップ
アンテナを小型化させるための他の実施の形態と結合し
て実現することができる。すなわち、本発明は誘電体ブ
ロックの一側に前記放射電極または前記接地電極から延
長された少なくとも１つの導電パターンを備えることに
より、前記放射電極と前記接地電極間の容量性結合を増
加させることができる。
【００２３】図２は本発明の他の実施の形態に係る誘電
体ブロックの側面に少なくとも１つの導電パターンを備
えた表面実装型チップアンテナを示す。図２には、表面
実装型チップアンテナの展開された各面が示されてい
る。前記表面実装型チップアンテナは、図１（Ａ）の同
じＴ字形給電パターン２５を備えている。
【００２４】さらに、本実施の形態では、誘電体ブロッ
クの一側に、前記放射電極２７または前記接地電極２３
から延長された少なくとも１つの導電パターン（導体パ
ターン）２９を備える。前記導電パターン（導体パター
ン）２９は互いに所定の間隔を置いて形成される。これ
により、前記放射電極２７と前記接地電極２３間の容量
性結合を増加させることができるので、低い共振周波数
を実現するか、或いは同一共振周波数で小さいサイズと
することができる。
【００２５】前記導電パターン２９は、好ましくは前記
給電パターン２５の形成されている側面と対向する側面
に形成されるが、その隣接した側面に形成されてもよ
い。
【００２６】従って、本実施の形態は、より小さいサイ
ズへの実現が可能なので、図３のチップアンテナと同一
のサイズを有する誘電体ブロックのための材料として、
低誘電率の材料、例えばアルミナ系セラミック素材を使
用することができる。このようなアルミナ系セラミック
素材は、既存の誘電体材料に比べて比重も低く、かつ使
用帯域幅が広いため、移動通信端末機用チップアンテナ
の材料として非常に適するという利点がある。
【００２７】特に、本実施の形態では、誘電体ブロック
の一側面から対向する他側面へ貫通孔Ｈを貫設する。前
記チップアンテナは、貫通孔Ｈによって除去された誘電
体だけの重量を減少させることができる。このような重
量減少方法は、チップアンテナの性能に影響を与えるこ
となく、携帯用通信端末機の部品として低重量要求を満
足させることができる。勿論、高価の誘電体材料を少な
く使用することにより、製造コストの節減も期待するこ
とができる。このような貫通孔Ｈは、直方形の断面に形
成した方が加工の面において容易であり、構造的安定性
の面においても好ましいが、これに限定されない。
【００２８】以上説明した本発明は、上述した実施の形
態及び添付図面によって限定されるのではなく、特許請
求の範囲によって限定される。従って、特許請求の範囲
に記載の本発明の技術的思想から外れない範囲内で様々
な形態の置換、変形及び変更が可能なのは、当技術分野
で通常の知識を有する者には明らかなことであろう。
【００２９】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る表面実装
型チップアンテナによれば、誘電体ブロックの側面に形
成される給電パターンの少なくとも一側に突起部を形成
し、その突起部の長さによって給電パターンと接地電極
間の静電容量、または給電パターンと放射電極間の静電
容量を調節することにより、インピーダンスマッチング
を容易に実現し得る表面実装型チップアンテナを提供す
ることができる。さらに、誘電体ブロックの側面に、放
射電極または接地電極から延長される導電パターンを形
成することにより、放射電極と接地電極間の容量性結合
を増加させて共振周波数を低下させるか、或いはアンテ
ナの大きさを減少させることができるという利点もあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態による表面実装
型チップアンテナの斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のチップア
ンテナを示す等価回路図である。
【図２】本発明の他の実施の形態による表面実装型チッ
プアンテナの展開図である。
【図３】従来の表面実装型チップアンテナの斜視図であ
る。
【符号の説明】
１２ 誘電体ブロック １３ 接地電極 １５ａ、１５ｂ 給電パターンの突起部 １７ 放射電極 １７ａ 放射部 １７ｂ 短絡部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに対向する第１主面１２ｂ及び第２
    主面１２ａを有する直方体からなる誘電体ブロック１２
    と、 前記誘電体ブロック１２の第１主面１２ｂ上に形成され
    た接地電極１３と、 前記誘電体ブロック１２の第２主面１２ａ上に形成され
    た放射部１７ａ、及び前記誘電体ブロック１２の少なく
    とも１つの側面に形成され、前記放射部１７ａと前記接
    地電極１３とを連結する短絡部１７ｂを備えることによ
    り、所定の共振周波数で共振される放射電極１７と、 前記誘電体ブロック１２の少なくとも一側面に形成さ
    れ、前記放射電極１７及び前記接地電極１３からそれぞ
    れ所定の間隔を有して形成され、前記放射電極１７に隣
    接した部分に少なくとも１つの突起部１５ａ，１５ｂを
    有する給電パターン１５と、 を備えたことを特徴とする表面実装型チップアンテナ。
  2. 【請求項２】 前記給電パターン１５は、前記突起部１
    ５ａ，１５ｂがそれぞれ前記誘電体ブロック１２の側面
    の長手方向に延長され、Ｔ字状に形成されたことを特徴
    とする請求項１記載の表面実装型チップアンテナ。
  3. 【請求項３】 前記給電パターン１５は、前記誘電体ブ
    ロック１２の側面から前記第１主面１２ｂの一部分まで
    延設されることを特徴とする請求項１記載の表面実装型
    チップアンテナ。
  4. 【請求項４】 前記給電パターン１５の突起部１５ａ，
    １５ｂは、前記給電パターン１５の形成されている面に
    隣接した側面まで延長されることを特徴とする請求項１
    記載の表面実装型チップアンテナ。
  5. 【請求項５】 前記誘電体ブロック１２は、一側面から
    対向する他側面へ貫通孔Ｈが貫設されることを特徴とす
    る請求項１記載の表面実装型チップアンテナ。
  6. 【請求項６】 前記貫通孔Ｈが四角柱状を有することを
    特徴とする請求項５記載の表面実装型チップアンテナ。
  7. 【請求項７】 前記接地電極１３に連結された短絡部１
    ７ｂは、前記給電パターン１５の形成されている側面と
    隣接していない側面に形成されることを特徴とする請求
    項１記載の表面実装型チップアンテナ。
  8. 【請求項８】 前記誘電体ブロック１２の側面には、そ
    れぞれ前記放射電極２７から前記誘電体ブロック１２の
    側面の一部分まで延長された少なくとも１つの導電パタ
    ーン２９をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載
    の表面実装型チップアンテナ。
  9. 【請求項９】 前記誘電体ブロック１２の側面には、そ
    れぞれ前記接地電極２３から前記誘電体ブロック１２の
    側面の一部分まで延長された少なくとも１つの導電パタ
    ーン２９をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載
    の表面実装型チップアンテナ。
JP2002003008A 2001-09-12 2002-01-10 表面実装型チップアンテナ Pending JP2003110348A (ja)

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