JP2003347835A

JP2003347835A - アンテナ構造およびそれを備えた通信機

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Publication number: JP2003347835A
Application number: JP2002150137A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sato; 仁佐藤; Kengo Onaka; 健吾尾仲; Takashi Ishihara; 尚石原
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP3912182B2

Abstract

(57)【要約】【課題】グランド電極に起因した指向性を保ちつつ、
アンテナ利得を向上させることができるアンテナ構造を
提供する。【解決手段】給電放射電極５および無給電放射電極６
が誘電体基体４に形成されて成るアンテナ部２と、この
アンテナ部２が搭載される基板３とを有する。基板３の
表面にはグランド電極８を形成する。このグランド電極
８におけるアンテナ部２の搭載領域Ｚには、グランド電
極８が形成されていないグランド抜き部１０を形成す
る。アンテナ部２の誘電体基体４の底面にはグランド電
極を設け、このグランド電極には基板３のグランド抜き
部１０に対向する位置に、グランド抜き部１０以上の広
い面積を有するグランド抜き部を形成する。これによ
り、グランド抜き部が形成されていない場合と同様の指
向性を維持しつつ、グランド抜き部が無い場合よりもア
ンテナ利得を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯端末
機器などの通信機能を備えた機器に内蔵されるアンテナ
構造およびそれを備えた通信機に関するものである。

【０００２】

【背景技術】図１０（ａ）には特開2000-196341号公報
に記載のアンテナが上面図により示され、図１０（ｂ）
にはそのアンテナのＡ−Ａ部分の断面図が示されてい
る。このパッチアンテナ３０はλ／２タイプのものであ
り、誘電体板３１と、アンテナ動作を行うパッチ３２
と、このパッチ３２に接続してパッチ３２に信号を供給
する給電線３３と、地板３４とを有して構成されてい
る。すなわち、パッチアンテナ３０において、誘電体板
３１の表面にはパッチ３２が形成されると共に、給電線
３３が形成されている。また、誘電体板３１の裏面には
地板３４が設けられている。この地板３４には、電界が
大きい部位に、開口３５が形成されている。この開口３
５の端縁の周囲長は、パッチアンテナ３０の共振周波数
の１波長（１λ）となるように設定されている。

【０００３】このように地板３４に開口３５を設けて地
板３４を左右非対称とすることにより、コモンモード電
流が発生し、これにより、パッチアンテナ３０の無指向
性および広帯域化を達成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば通信
機能を備えた携帯端末機器等の通信機に対して小型化の
要求があり、これに伴って、通信機に内蔵されるアンテ
ナにも小型化が要求されてきている。しかしながら、特
開2000-196341号公報のアンテナはλ／２タイプのアン
テナであるために、アンテナ特性を維持したまま、小型
化の要求に満足に応えることができる程、アンテナを小
型化させることは非常に難しい。

【０００５】また、誘電体板３１の表面側の電波の指向
性を裏面側の指向性よりも強くしたいという要望がある
が、特開2000-196341号公報のアンテナは無指向性のも
のであるために、その特開2000-196341号公報のアンテ
ナの構成を採用しても、その指向性の要望には応えるこ
とはできない。

【０００６】この発明は上記課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、アンテナ利得が良好で、
かつ、小型化が容易であり、しかも、表面側の指向性が
裏面側の指向性よりも強いという指向性を持たせること
ができるアンテナ構造およびそれを備えた通信機を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
るための手段としている。すなわち、この発明は、アン
テナ動作を行う放射電極が誘電体基体に形成されて成る
アンテナ部と、このアンテナ部が搭載される基板とを有
するアンテナ構造において、アンテナ部が搭載される基
板面にはグランド電極が形成されており、アンテナ部の
誘電体基体には、放射電極として、信号供給源から信号
が供給される給電放射電極と、この給電放射電極を介し
間接的に信号を受けて給電放射電極と複共振状態を作り
出す無給電放射電極とが形成されており、それら給電放
射電極と無給電放射電極は、それぞれ、（２ｎ−１）・
λ／４（ｎは自然数）の電気長を有するλ／４タイプの
放射電極と成し、当該給電放射電極と無給電放射電極
は、それぞれ、一端部が基板のグランド電極の端部に電
気的に接続されており、基板のグランド電極は、アンテ
ナ部の給電放射電極および無給電放射電極と共に、アン
テナとして機能する構成と成しており、基板のグランド
電極には、アンテナ部が搭載される領域の一部分に、グ
ランド抜き部が形成され、このグランド抜き部はその全
周がグランド電極により囲まれており、アンテナ部底面
にはグランド電極が形成され、このアンテナ部底面のグ
ランド電極には、基板実装時に基板のグランド抜き部の
全てを含む基板のグランド抜き部以上の面積のグランド
抜き部が形成されていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づいて説明する。

【０００９】図１（ａ）には第１実施形態例のアンテナ
構造が模式的に示され、図１（ｂ）にはそのアンテナ構
造の模式的な分解図が示されている。この第１実施形態
例のアンテナ構造１は、アンテナ部２と、アンテナ部２
が搭載される基板３とを有して構成されている。アンテ
ナ部２は、誘電体基体４と、この誘電体基体４に形成さ
れてアンテナ動作を行う給電放射電極５および無給電放
射電極６とを有して構成されている。

【００１０】給電放射電極５は、例えば基板３に形成さ
れている信号供給源７に接続され、この信号供給源７か
ら信号が給電されるものである。この給電放射電極５に
は、信号供給源７からの給電方式の違いによる直接給電
タイプのものと容量給電タイプのものとがある。図１に
は、信号供給源７側から直接的に信号が供給される直接
給電タイプの給電放射電極５が図示されているが、例え
ば、図２に示されるような、信号供給源７側から容量を
介して信号が供給される容量給電タイプの給電放射電極
５を採用してもよい。なお、図１、図２中の符号１１
は、基板３に形成されている給電用電極パッドを示して
いる。この給電用電極パッド１１は、例えば、スルーホ
ール（図示せず）と基板３の裏面に形成された配線パタ
ーンを介して信号供給源７に導通接続されている。ま
た、図２中の符号１２は、信号供給源７からの信号を容
量を介して給電放射電極５に給電するための給電電極を
示している。

【００１１】無給電放射電極６は給電放射電極５と間隔
を介し近接配置されている。当該無給電放射電極６は、
給電放射電極５と電磁結合して、信号供給源７からの信
号を給電放射電極５を介し受け取ってアンテナ動作を行
うものである。

【００１２】この第１実施形態例では、給電放射電極５
と無給電放射電極６は、それぞれ、（２ｎ−１）・λ／
４（ｎは自然数）の電気長を有するλ／４タイプの放射
電極である。また、給電放射電極５と無給電放射電極６
は、複共振状態を作り出すことができるように、例えば
給電放射電極５と無給電放射電極６間の間隔等の様々な
要素が適宜に設定されている。

【００１３】誘電体基体４は、給電放射電極５や無給電
放射電極６の設定の共振周波数やＱ値などのアンテナ特
性や、アンテナ部２の小型化などを考慮した適切な比誘
電率を有する誘電材料により構成されている。

【００１４】基板３の表面にはグランド電極８が給電用
電極パッド１１を避けて形成されている。このグランド
電極８上に、上記したような誘電体基体４と給電放射電
極５と無給電放射電極６を有するアンテナ部２が例えば
半田を利用して搭載される。この第１実施形態例では、
給電放射電極５と無給電放射電極６は、それぞれ、λ／
４タイプの放射電極であり、それら各放射電極５，６
は、その一部が直接的に又は容量を介して間接的にグラ
ンド電極８に電気的に接続されている。このため、この
第１実施形態例のアンテナ構造１では、アンテナ動作を
行う際に給電放射電極５および無給電放射電極６に流れ
る共振電流とは逆向きの電流がグランド電極８に流れ
る。これにより、グランド電極８は、給電放射電極５と
無給電放射電極６と共にアンテナとして機能する。この
第１実施形態例では、グランド電極８を有効に利用する
ために、アンテナ部２は基板３の角部（端部）に搭載さ
れている。

【００１５】この第１実施形態例のアンテナ構造１にお
いて最も特徴的なことは、基板３のグランド電極８に
は、アンテナ部２が搭載される領域Ｚの一部分に、グラ
ンド抜き部１０が形成されていることである。また、誘
電体基体４の底面（つまり、基板３に接触する面）には
グランド電極（図示せず）が設けられており、この誘電
体基体４の底面のグランド電極にもグランド抜き部が形
成されている。この誘電体基体４のグランド電極のグラ
ンド抜き部は、アンテナ部２を基板３の設定領域Ｚに実
装した際に基板３のグランド電極８のグランド抜き部１
０に対向する位置に設けられ、かつ、基板３のグランド
抜き部１０以上の広い面積を有して基板３のグランド抜
き部１０の全領域に重なるものである。

【００１６】この第１実施形態例におけるグランド抜き
部１０の形成位置は、給電放射電極５や無給電放射電極
６を流れる電流が最大となる部分を含む電流最大領域Ｓ
の近傍となる位置であり、かつ、全周がグランド電極８
により囲まれる位置となっている。また、このグランド
抜き部１０は、その端縁の周囲長がアンテナ部２の共振
周波数の１波長よりも短くなっている。

【００１７】さらに、グランド抜き部１０は四角形状と
成し、給電放射電極５や無給電放射電極６を流れる共振
電流の通電方向に沿う辺１０yと、この辺１０yに略直交
する方向に沿う辺１０xとを有している。このようなグ
ランド抜き部１０を形成することにより、グランド電極
８を流れる電流は、グランド抜き部１０の辺１０xに沿
う方向と、辺１０yに沿う方向との２方向に分流して通
電することとなる。

【００１８】この第１実施形態例のアンテナ構造１は上
記のように構成されている。本発明者は、この第１実施
形態例のアンテナ構造１のアンテナ特性を実験により求
めている。図３と図４と表１はその実験結果を表してい
る。

【００１９】図３は実験により得られたアンテナ構造１
のＶＳＷＲと周波数の関係例を示したグラフである。こ
のグラフ中の点線Ａはグランド電極８にグランド抜き部
１０が設けられていない場合であり、鎖線Ｂはグランド
抜き部１０の幅Ｗが５mmで、長さＬが１０mmである場合
であり、実線Ｃは、グランド抜き部１０の幅Ｗが１０mm
で、長さＬが１０mmである場合である。表１は、グラン
ド電極８にグランド抜き部１０が設けられていない場合
と、グランド抜き部１０の幅Ｗが５mmで、長さＬが１０
mmである場合と、グランド抜き部１０の幅Ｗが１０mm
で、長さＬが１０mmである場合とのそれぞれに関して、
８１０ＭHzと８８５ＭHzと９６０ＭHzの各周波数におけ
るアンテナ利得が示されている。なお、この表１でのア
ンテナ利得とは、ｚ−ｘ平面における水平偏波の平均利
得と垂直偏波の平均利得との和である。

【００２０】

【表１】

【００２１】また、図４は、アンテナ構造１を中心とし
たｚ−ｘ平面における指向性を示すグラフである。グラ
フ中の鎖線ａは図５（ａ）に示すようにグランド電極８
にグランド抜き部１０が設けられていない場合である。
実線ｂは図５（ｂ）に示すようにグランド電極８に１０
mm角のグランド抜き部１０が設けられている場合であ
る。点線ｃは図５（ｃ）に示すようにグランド電極８に
Ｗ１２mm×Ｌ１０mmの大きさのグランド抜き部１０が設
けられているが、基板３の端からグランド抜き部１０と
なっており、グランド抜き部１０の一部分がグランド電
極８により塞がれていない（つまり、グランド抜き部１
０の一部分が開放されている）場合である。なお、この
指向性を求める実験では、周波数は８１０ＭHzとし、何
れの場合にもｚ−ｘ平面における最大利得を０dBとして
いる。

【００２２】この第１実施形態例のようにグランド電極
８のアンテナ部搭載領域Ｚにグランド抜き部１０を形成
することにより、グランド抜き部１０が設けられていな
い場合に比べて広帯域化が図られ、アンテナ部２と信号
供給源７側とのインピーダンス整合が良好となってアン
テナ利得が向上していることが図３と表１から分かる。
なお、この図３と表１に示される実験結果は、自由空間
におけるものである。本発明者は、アンテナ構造１の近
傍にグランド導体と見なすことができる物体が配置され
ている場合に関しても、上記同様の実験を行っている。
この場合にも、この第１実施形態例の構成を備えること
によるアンテナ利得向上の効果が確認されている。

【００２３】また、給電放射電極５や無給電放射電極６
に対向する位置にグランド電極８を形成することによっ
て、図４の鎖線ａに示されるように、基板３の表面側の
指向性を裏面側の指向性よりも強くすることができる。
この第１実施形態例では、グランド電極８のアンテナ部
搭載領域Ｚの一部分にグランド抜き部１０を形成してい
るが、図４の実線ｂに示されるように、グランド抜き部
１０を設けても、グランド抜き部１０が無い場合と同様
の指向性を持たせることができることが分かる。この現
象に関して、本発明者は、電波の波長に対してグランド
抜き部１０の大きさが小さいので、グランド抜き部１０
を設けてもグランド抜き部１０が無い場合と同様の指向
性を示すのではないかと考えている。

【００２４】これに対して、グランド抜き部１０の全周
がグランド電極８により囲まれているのではなく、一部
分が開放されているグランド抜き部１０が設けられてい
る場合には、図４の点線ｃに示すように、基板３の裏面
側への指向性がやや強くなっている。この現象は、次に
示すような理由に因るものではないかと本発明者は考え
ている。つまり、この第１実施形態例の構成では、グラ
ンド抜き部１０を設けても基板３の端縁部には全周に渡
りグランド電極８が形成されているので、その基板端縁
部のグランド電極８によって基板３の表面側から裏面側
への電波の回り込みを減少させることができる。これに
対して、グランド抜き部１０の一部が開放されている場
合には、基板３の端縁部の一部分にグランド電極８が形
成されていないので、そのグランド電極８が抜けている
基板端縁部から電波が裏面側へ回り込んで裏面側への電
波の放射量を増加させているのではないかと本発明者は
考えている。

【００２５】上記のような実験結果から、本発明者は、
この第１実施形態例の如くグランド電極８におけるアン
テナ部搭載領域Ｚの一部分に、全周がグランド電極８に
より囲まれているグランド抜き部１０を形成することに
よって、グランド抜き部１０が設けられていない場合と
ほぼ同様な指向性を維持したままで、グランド抜き部１
０が設けられていない場合よりもアンテナ利得を向上で
きることを確認した。

【００２６】以下に、第２実施形態例を説明する。な
お、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態
例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の
重複説明は省略する。

【００２７】この第２実施形態例では、図６に示される
ように、グランド抜き部１０は、基板３の表面から裏面
に貫通する貫通孔１５により形成されている。なお、図
６では、アンテナ構造１が、基板３の裏面を上側にした
姿勢で、かつ、アンテナ部２と基板３を分解した状態で
示されている。また、図６では、給電放射電極５と無給
電放射電極６の図示が省略されている。

【００２８】この第２実施形態例では、アンテナ部２の
誘電体基体４の底部には取り付け用部材１６が設けられ
ている。この取り付け用部材１６は、基板３の貫通孔１
５を利用してアンテナ部２を基板３に取り付けるための
ものであり、脚部１７と、この脚部１７の先端に設けら
れている爪部１８とを有して構成されている。この取り
付け用部材１６の脚部１７がグランド抜き部１０である
貫通孔１５に挿通され、先端の爪部１８が基板３の裏面
に係止することで、アンテナ部２が基板３に固定され
る。

【００２９】この第２実施形態例に示したように、グラ
ンド抜き部１０が貫通孔により構成されている場合に
も、第１実施形態例と同様に、グランド電極８に起因し
た裏面側よりも表面側が強くなる指向性を持ちつつ、グ
ランド抜き部１０が設けられていない場合よりもアンテ
ナ利得を向上させることができる。

【００３０】ところで、半田を利用してアンテナ部２を
基板３に実装する場合には、その半田実装の工程で、半
田を溶融するためにアンテナ部２および基板３が加熱さ
れる。このため、その加熱に耐えられる材料によりアン
テナ部２や基板３を構成する必要があるので、アンテナ
部２の誘電体基体４は、半田の融点よりも高い融点を持
つ材料により構成される。これに対して、この第２実施
形態例では、半田を用いずにアンテナ部２を基板３に取
り付けることが可能である。このため、半田の融点以上
に加熱しなくて済むことから、誘電体基体４の構成材料
に対する融点の規制が緩和されて、例えば、２００℃以
下の融点を持つ材料（例えば、ポリエチレンやポリプロ
ピレン等の樹脂とセラミックス粉（フィラー）との混合
材料）を誘電体基体４の構成材料として採用することが
できることとなる。

【００３１】誘電体基体４の構成材料として樹脂を利用
する場合には、アンテナ部２をインサート成形手法やア
ウトサート成形手法により作製することが可能となる。
また、そのような成形手法によりアンテナ部２を作製す
る場合には、様々な形状のアンテナ部２を作製すること
が容易となるので、例えば、図７に示すようなアンテナ
部２（誘電体基体４）の一部分に曲面を有している形状
や、誘電体基体４の面の一つとして基板３に対して傾き
を持つテーパ平面が形成されている形状や、誘電体基体
４の一部分に凹部（窪み部）が形成されている形状や、
誘電体基体４には給電放射電極５や無給電放射電極６の
伸長方向に交差する方向に沿う貫通孔が形成されている
形状などのアンテナ部２が作製し易くなる。

【００３２】さらに、図８の断面図に示すようなアンテ
ナ部２を形成することも容易となる。このアンテナ部２
は給電放射電極５が容量給電タイプのものであり、この
アンテナ部２では、給電放射電極５の一端部分５αが誘
電体基体４の内部に形成されている。この誘電体基体４
内部の給電放射電極端部５αは、基板３の表面に形成さ
れた給電用電極パッド１１に対向配置して当該給電用電
極パッド１１との間に容量を形成する。信号供給源７か
らの信号は、その給電用電極パッド１１と給電放射電極
端部５α間の容量を介して給電放射電極５に給電され
る。

【００３３】その給電放射電極端部５αと給電用電極パ
ッド１１によって挟み込まれている誘電体基体部分４α
は誘電体基体４のごく一部分であるし、共振周波数など
のアンテナ特性に大きな影響を与えない領域に配置され
ていることから、当該誘電体基体部分４αは誘電体基体
４の他の部分と異なる誘電材料により構成されていても
よい。例えば、給電放射電極端部５αと給電用電極パッ
ド１１間の容量を適宜に設定することにより、信号供給
源７側と給電放射電極５との整合を良好にすることが可
能であるので、誘電体基体部分４αは、給電放射電極端
部５αと給電用電極パッド１１間の容量が良好な整合を
得ることができる容量となるための比誘電率を有するこ
とが好ましい。図８の構成では、その整合に適切な比誘
電率が、アンテナ特性に対して適切な比誘電率と異なる
場合には、誘電体基体部分４αは整合に適切な比誘電率
を持つ誘電材料により構成し、誘電体基体４の他の部分
はアンテナ特性に適切な比誘電率を持つ別の誘電材料に
より構成することが容易である。具体的には、例えば、
誘電体基体４の大部分は、アンテナ特性や小型化を考慮
して比誘電率が高いセラミックス等により構成し、誘電
体基体部分４αは、整合を考慮した比誘電率を持つ例え
ば樹脂（２００℃以下の融点を持つ樹脂でもよい）によ
り構成してもよい。なお、もちろん、誘電体基体部分４
αは誘電体基体４の他の部分と同じ誘電材料により構成
されていてもよい。

【００３４】また、例えば、誘電体基体４の底部が弾性
を持つ材料により形成されていてもよい。その弾性を持
つ材料の一例として、例えば、熱可塑性エラストマーを
挙げることができる。このように、誘電体基体４の底部
を弾性材料により構成することによって、誘電体基体４
の底面をほぼ全面に渡り基板３に密着させることが容易
となる。そのように誘電体基体４の底面全面を基板３に
密着させることにより、給電放射電極５や無給電放射電
極６と、グランド電極８との間の間隔が製品毎にばらつ
くことを防止することができる。これにより、アンテナ
特性のばらつきを抑制することができてアンテナ構造１
の性能の信頼性を高めることができる。

【００３５】また、給電放射電極５が容量給電タイプで
ある場合には、給電放射電極５と給電用電極パッド１１
間の間隔の製品毎のばらつきを抑えることができるの
で、給電放射電極５と信号供給源７側との整合状態のば
らつきを抑制することができる。さらに、図８に示され
るような構成を採用する場合には、例えば、誘電体基体
４の底部の全部ではなく、誘電体基体部分４αの底部部
分だけを弾性材料により構成してもよい。この場合に
も、上記したような給電放射電極５と信号供給源７側と
の整合状態のばらつきを抑制することができる。

【００３６】以下に、第３実施形態例を説明する。この
第３実施形態例は通信機に関するものである。この第３
実施形態例の通信機には、第１と第２の実施形態例に示
したアンテナ構造のうちの何れか一つが設けられてい
る。それ以外の通信機構成には様々な構成があり、その
中から適宜な構成が採用されている。ここでは、その説
明は省略する。また、第１と第２の各実施形態例に示し
たアンテナ構造に関しても、前述したので、その説明も
省略する。

【００３７】なお、この発明は第１〜第３の各実施形態
例の構成に限定されるものではなく、様々な実施の形態
をも採り得る。例えば、第１〜第３の各実施形態例で
は、グランド抜き部１０は四角形状であったが、グラン
ド抜き部１０の形状は特に限定されるものではなく、例
えば、図９（ａ）に示すような三角形状であってもよい
し、図９（ｂ）に示すような略Ｌ字形状であってもよ
い。ただ、グランド抜き部１０は、給電放射電極５や無
給電放射電極６の電流の通電方向に沿う辺１０yを有す
ることが好ましい。

【００３８】さらに、グランド抜き部１０の形成位置
が、給電放射電極５と無給電放射電極６の電流最大領域
Ｓの近傍である例を示したが、グランド抜き部１０の形
成位置は、アンテナ部搭載領域Ｚに位置し、かつ、全周
がグランド電極８により囲まれる位置であれば、特に限
定されるものではない。なお、グランド抜き部１０の一
部分がアンテナ部搭載領域Ｚから外にはみ出していても
よい。

【００３９】さらに、上記各実施形態例では、半田や取
り付け部材１６を用いて、アンテナ部２を基板３に取り
付ける例を示したが、アンテナ部２の取り付け手法は限
定されるものではなく、例えば、かしめによりアンテナ
部２を基板３に取り付けてもよいし、また、接着剤を利
用してアンテナ部２を基板３に取り付けてもよい。

【００４０】さらに、給電放射電極５と無給電放射電極
６の各パターン形状および基板実装位置に対する電極配
置位置は図１等の例に限定されるものではなく、給電放
射電極５および無給電放射電極６の形状として、例え
ば、ミアンダ形状などの他の形状をも採り得るものであ
る。さらに、給電放射電極５と無給電放射電極６の形成
数は１個ずつに限定されるものではなく、給電放射電極
５と無給電放射電極６は、それぞれ、複数形成してもよ
い。なお、給電放射電極５と無給電放射電極６は同数で
なくともよい。さらにまた、給電放射電極５と無給電放
射電極６は、誘電体基体４の外面に形成されていたが、
給電放射電極５と無給電放射電極６の一方又は両方が誘
電体基体４の内部に形成されている構成としてもよい。

【００４１】

【発明の効果】この発明によれば、基板のグランド電極
には、アンテナ部搭載領域の一部分に、グランド抜き部
が形成され、このグランド抜き部はその全周がグランド
電極に囲まれている。また、アンテナ部底面にはグラン
ド電極が形成され、このアンテナ部底面のグランド電極
には、アンテナ部を基板に実装した際に基板のグランド
抜き部に対向する位置に、基板のグランド抜き部以上の
面積を持つグランド抜き部が形成されている構成とし
た。

【００４２】この発明では、給電放射電極と無給電放射
電極に対向する位置にグランド電極を形成し、このグラ
ンド電極の一部分にグランド抜き部を形成することによ
って、グランド電極に起因した指向性を維持したまま
で、アンテナ利得を向上させることができる。

【００４３】ところで、特開2000-196341号公報には、
パッチ（放射電極に対応）に対向させて地板（グランド
電極）が形成され、この地板の一部分に開口が形成され
ている構成が示されている。しかしながら、本発明のア
ンテナ構造はλ／４タイプのアンテナであるのに対し
て、そのパッチアンテナはλ／２タイプのアンテナであ
り、基本構成が異なる。

【００４４】また、本発明は、グランド電極に起因した
指向性を維持したままで、アンテナ利得向上を図る構成
であるのに対して、特開2000-196341号公報に記載のア
ンテナ構造の構成は無指向性を得るために考え出された
ものである。このため、特開2000-196341号公報に記載
のパッチアンテナでは、無指向性を得るために、開口の
端縁周囲長がパッチアンテナの共振周波数のほぼ１波長
と等しい構成が示されている。これに対して、この発明
では、グランド抜き部はその周囲長がアンテナ部の共振
周波数の１波長よりも小さくても（例えば、０．１波長
程度でも）、目標の効果（つまり、グランド電極に起因
した指向性を持ちつつ、アンテナ利得を向上させること
ができる効果）を得ることができる。

【００４５】また、特開2000-196341号公報に記載のパ
ッチアンテナの構成では、無指向性を得るために開口の
形成位置が限定されてしまうが、この発明は、そのパッ
チアンテナに比べると、グランド抜き部の形成位置の自
由度は高く、設計の自由度を高めることができる。さら
に、特開2000-196341号公報に記載のパッチアンテナは
λ／２タイプのアンテナであり、パッチに電力を供給す
るための給電線が必要である。このため、パッチの形状
が限定され、パッチの形状の自由度が低いものである。
これに対して、この発明のアンテナ構造はλ／４タイプ
のものであり、放射電極の形状の自由度は高いものであ
る。

【００４６】さらに、この発明のアンテナ構造はλ／４
タイプのものであるので、λ／２タイプのアンテナに比
べて、アンテナ特性がほぼ同じ状態で半分程度の大きさ
に小型化することができる。さらに、この発明のアンテ
ナ構造は、給電放射電極と無給電放射電極により複共振
状態を作り出すので、広帯域化を図ることが容易となる
結果、更なる小型化を図ることができる。

【００４７】さらに、例えば、回路基板にアンテナ部を
実装してアンテナ構造を構成する場合に、この発明の構
成では、回路基板の角部にアンテナ部を搭載しても、目
標の効果を得ることができる。このため、回路基板の角
部にアンテナ部を搭載することによって、回路を構成す
る部品の配置位置の自由度低下を防止することができ
る。

【００４８】基板のグランド電極のグランド抜き部が貫
通孔により構成されているものにあっても、上記同様
に、グランド電極に起因した指向性を持たせたままで、
アンテナ利得を向上させることができる。

【００４９】また、その貫通孔を利用して、半田を用い
ずにアンテナ部を基板に搭載する構成を採用することが
できる。この場合には、例えば、誘電体基体の少なくと
も一部分が、２００℃以下の融点を持つ材料により構成
することが可能となる。これにより、誘電体基体を構成
する材料として選択可能なものが増加するので、設計の
自由度を高めることができる。

【００５０】さらに、誘電体基体が樹脂とセラミックス
との混合材料により構成されているものにあっては、セ
ラミックスの混合割合を変化させることによって、要望
する比誘電率を持つ誘電体基体を得ることが容易とな
る。

【００５１】さらに、アンテナ部がインサート成形手法
とアウトサート成形手法のうちの何れか一方を利用して
作製されたものにあっては、様々な形状のアンテナ部を
作製することができる。このことから、例えば、アンテ
ナ構造が内蔵される通信機の筐体が、端部にテーパが付
けられて薄くなっている形状である場合に、アンテナ部
の形状をその筐体端部の形状に合わせた形状とすること
によって、筐体端部の薄さに妨げられずに、アンテナ部
を回路基板の端部に配置させることができる。

【００５２】さらに、誘電体基体の少なくとも底部の一
部分が弾性を持つ材料（例えば熱可塑性エラストマー）
により構成されているものにあっては、誘電体基体を基
板に密着させてアンテナ部を基板に搭載することができ
る。これにより、例えば、基板のアンテナ部搭載領域に
グランド電極が形成されている場合には、そのグランド
電極と、アンテナ部の給電放射電極や無給電放射電極と
の間の間隔が製品毎にばらつくという問題を抑制するこ
とができて、アンテナ特性のばらつきの小さいアンテナ
構造を提供することができる。

【００５３】この発明のアンテナ構造を内蔵した通信機
は、アンテナ構造の小型化に伴って小型化を図ることが
できるし、また、アンテナ特性の信頼性を高めることが
できる。また、アンテナ構造は裏面側よりも表面側に強
い指向性を持つために、アンテナ構造の裏面側にグラン
ドと見なせる物体が接近しても、電波の送受信の悪化を
少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態例のアンテナ構造を説明するため
の図である。

【図２】給電放射電極の給電方式を説明するためのモデ
ル図である。

【図３】グランド抜き部の効果を説明するためのＶＳＷ
Ｒ特性のグラフである。

【図４】さらに、グランド抜き部の効果を説明するため
の指向性のグラフである。

【図５】図４に指向性が示されているアンテナ構造の３
例の違いを説明するためのモデル図である。

【図６】第２実施形態例を説明するための図である。

【図７】第２実施形態例を採用した場合に採り得る誘電
体基体の形状例を示すモデル図である。

【図８】容量給電タイプの給電放射電極の一端部を誘電
体基体の内部に形成した場合の一形態例を示したモデル
図である。

【図９】グランド抜き部のその他の形状例を示すモデル
図である。

【図１０】特開2000-196341号公報に記載のパッチアン
テナの一つを示す図である。

【符号の説明】

１アンテナ構造２アンテナ部３基板４誘電体基体５給電放射電極６無給電放射電極８グランド電極１０グランド抜き部１５貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原尚京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内Ｆターム(参考） 5J045 AA05 AA21 AB05 DA10 EA07 GA03 LA04 LA07 NA03 5J046 AA04 AB13 PA07 5J047 AA04 AB13 FD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナ動作を行う放射電極が誘電体基
体に形成されて成るアンテナ部と、このアンテナ部が搭
載される基板とを有するアンテナ構造において、アンテ
ナ部が搭載される基板面にはグランド電極が形成されて
おり、アンテナ部の誘電体基体には、放射電極として、
信号供給源から信号が供給される給電放射電極と、この
給電放射電極を介し間接的に信号を受けて給電放射電極
と複共振状態を作り出す無給電放射電極とが形成されて
おり、それら給電放射電極と無給電放射電極は、それぞ
れ、（２ｎ−１）・λ／４（ｎは自然数）の電気長を有
するλ／４タイプの放射電極と成し、当該給電放射電極
と無給電放射電極は、それぞれ、一端部が基板のグラン
ド電極の端部に電気的に接続されており、基板のグラン
ド電極は、アンテナ部の給電放射電極および無給電放射
電極と共に、アンテナとして機能する構成と成してお
り、基板のグランド電極には、アンテナ部が搭載される
領域の一部分に、グランド抜き部が形成され、このグラ
ンド抜き部はその全周がグランド電極により囲まれてお
り、アンテナ部底面にはグランド電極が形成され、この
アンテナ部底面のグランド電極には、基板実装時に基板
のグランド抜き部の全てを含む基板のグランド抜き部以
上の面積のグランド抜き部が形成されていることを特徴
とするアンテナ構造。
【請求項２】グランド電極のグランド抜き部は、基板
の表面から裏面に貫通する貫通孔により構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項３】基板の端部にアンテナ部が搭載されるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ構
造。
【請求項４】誘電体基体は、樹脂とセラミックスとの
混合材料により構成されていることを特徴とする請求項
１又は請求項２又は請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項５】アンテナ部は、インサート成形手法とア
ウトサート成形手法のうちの何れか一方を利用して作製
されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項
４の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項６】誘電体基体の少なくとも一部分が、２０
０℃以下の融点を持つ材料により構成されていることを
特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の
アンテナ構造。
【請求項７】誘電体基体の少なくとも底部の一部分が
弾性を持つ材料により構成されていることを特徴とする
請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のアンテナ構
造。
【請求項８】弾性を有する材料は、熱可塑性エラスト
マーであることを特徴とする請求項７記載のアンテナ構
造。
【請求項９】請求項１乃至請求項８の何れか１つに記
載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする通
信機。