JP3323113B2 - 積層チップアンテナ - Google Patents
積層チップアンテナInfo
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Description
電話等の移動体通信や、パーソナルコンピュータ間での
通信を無線を利用して行うローカル・エリア・ネットワ
ーク等に使用する積層チップアンテナに関する。
ば、特開平9−51221号公報には、図8(A)に示
すように、1種類の材料の誘電体または磁性体からなる
基体20Aの内部に導体3を配した構造のものがあり、
該導体3は積層面に導体パターンをして形成された上層
部3aおよび下層部3bとビアホール3cとして形成さ
れた部分とからなる。
基体(積層体)20Aの端部に露出して給電端子5に接
続される。
示すような空中線を用いたアンテナ12を、空気よりも
大きい誘電率の基体20Aを用いることにより得られる
波長短縮によって小型化したものであり、形状、導体材
料により帯域幅や利得等の特性は異なるものの、基本特
性は空中線とほぼ同等であって、図5(B)の一点鎖線
7に示すように無指向性である。
ンテナは無指向性であることが理想であったが、無指向
性であると、携帯電話等のように、人体に近接して用い
る無線機器のアンテナの場合、電波放射による非熱的効
果(生体の機能や行動に変化が認められる)や心臓ペー
スメーカーの誤動作等、人体への影響が問題となってき
ている。特に、近年においては、使用周波数帯が上がっ
てきていることと、携帯電話等の普及で使用頻度が非常
に高くなってきていることから、現在では深刻な問題と
なっている。従来構造の線状アンテナやチップアンテナ
ではこのような電波放射による人体への影響が大きいと
いう問題点があった。
鑑み、送信する無線信号のレベルを人体に影響しない程
度に抑制することができ、かつ好適な指向性が容易に得
られる積層チップアンテナを提供することを目的とす
る。
テナは、誘電率が異なる複数種類の材料からなる基体と
アンテナ導体とにより構成する積層チップアンテナであ
って、前記基体の少なくとも裏面側の一部または全面
を、高誘電率材料でなる層により構成し、基体の他の部
分を前記高誘電率材料層に重ねる低誘電率材料層とし、
前記低誘電率材料層の内部に前記アンテナ導体を形成
し、前記基体の外面に前記アンテナ導体の一部に接続し
た給電端子を設けたことを特徴とする(請求項1)。ま
た、本発明の積層チップアンテナは、 前記低誘電率材料
の誘電率εが1<ε<10であり、 前記高誘電率材料の
誘電率εが20<ε<200である ことを特徴とする
(請求項2)。
磁率が異なる複数種類の材料からなる基体とアンテナ導
体とにより構成する積層チップアンテナであって、 前記
基体の少なくとも裏面側の一部または全面を、高透磁率
材料でなる層により構成し、 基体の他の部分を高透磁率
材料層に重ねる低透磁率材料層とし、 前記低透磁率材料
層の内部に前記アンテナ導体を形成し、 前記基体の外面
に前記アンテナ導体の一部に接続した給電端子を設けた
ことを特徴とする(請求項4)。 また、本発明の積層チ
ップアンテナは、 前記低透磁率材料の透磁率μが1<μ
<5であり、 前記高透磁率材料の透磁率μが10<μ<
200である ことを特徴とする(請求項5)。また、本
発明の積層チップアンテナは直方体状をなし、前記高誘
電率材料層と低誘電率材料層との境界面あるいは高透磁
率材料層と低透磁率材料層との境界面を、基体の裏面の
中央部または縦横いずれかのほぼ中央部を通る線から外
周側にわたって次第に表面側に近接するように傾斜させ
たことを特徴とする(請求項3、6)。
ススまたは樹脂あるいはセラミックススと樹脂のコンポ
ジット材料により構成する。また、該基体は、スクリー
ン印刷法あるいはグリーンシートをスタックする方法等
の積層方法により製造する。
は、1GHzにおいて、tanδ<0.01、Q>10
0であって、低誘電率材料として用いるセラミックスと
しては、誘電率εは、1<ε<10であるコーディライ
ト、フォルステライト、アルミナ、ガラス系セラミック
スが好ましく、また、高誘電率のセラミックスとして
は、誘電率εは、20<ε<200の酸化チタン系セラ
ミックス等が用いられる。
電率材料として、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、液晶ポリマー等が用
いられ、これに対して高誘電率材料としては、これらの
樹脂に前記酸化チタン系セラミックス等を混入したもの
等が用いられる。
透磁率材料および高透磁率材料として非磁性フェライト
と磁性フェライトとの混合率を変化させることにより、
透磁率μが1<μ<5のものを低透磁率材料とし、透磁
率μが10<μ<200のものを高透磁率材料として用
いる。
反射を生じるため、裏面側への電波の放射量が減少し、
指向性が得られる。
部または縦横いずれかの中央線より外周にわたり、表裏
面に対して傾斜して形成されていることにより、裏面を
通しての放射量がより減少する。
ップアンテナの一実施例を示す透視図、図1(B)はそ
の断面図である。本実施例の積層チップアンテナは直方
体をなし、基体20は、低誘電率材料層1と、その裏面
の周辺部を除いた一部に設けた高誘電率材料層2とから
なる。低誘電率材料層1内には、アンテナ導体3を内蔵
する。アンテナ導体3は、基体20内の表面寄りの部分
にパターンにより形成される上層部3aと、高誘電率材
料層2寄りの部分に形成される下層部3bと、これらの
上層部3aと下層部3bとの間を接続するビアホール3
cとからなり、これらによりヘリカル状のアンテナ導体
3が構成される。
に露出させて給電点6となり、基体20の端面に設けた
給電端子5に接続する。
の積層体としてのアンテナをグリーンシート法により製
造する場合について説明すると、最下層となる低誘電率
材料を含むグリーンシート1aの一部の矩形の欠除部に
高誘電率材料層2を充填して、その上の低誘電率材料を
含むグリーンシート1bに下層部の導体パターン3bを
印刷し、その上の低誘電率材料を含むグリーンシート1
c〜1hにはビアホール3cを設け、その内の最上部の
グリーンシート1hに上層部の導体パターン3aを形成
する。最上層のグリーンシート1iはアンテナ導体3の
保護層を形成するために設けられる。
てプレスし、基体材料がセラミックスであれば焼成し、
樹脂であれば焼成の必要はない。その後、給電点6に給
電端子5を焼き付けとメッキ、あるいはメッキにより被
着して製品とする。このような積層構造のアンテナはス
クリーン印刷法によっても製造することができる。
を内蔵する低誘電率材料層1と、裏面側の高誘電率材料
層2とにより構成することにより、図1(B)に示すよ
うに、境界面13において電波の反射係数が上がるた
め、その部分の反射電波14が生じる。このため、図3
に示すチップアンテナの指向性特性図において、一点鎖
線10に示すように、裏面側への電波の伝播を減らすこ
とができる。このため、人体側に高透磁率材料層2を配
置することにより、電波による人体への影響を小さくす
ることができる。
面図は、前記高透磁率材料でなる層2を、基体1の裏面
全体にわたって設けた例であり、本実施例によれば、図
3の破線11に示すような指向性、すなわち、裏面にお
ける電波の放射量が図1、図2の実施例より平均化され
た指向特性を得ることができる。
視図、図6(A)はその断面図、図6(B)はその作用
説明図であり、本実施例は、低誘電率材料層1と高透磁
率材料層2との境界面13を、積層体の裏面の縦方向
(即ちアンテナ導体3のヘリカルの芯の方向)に通る中
央線から両側にわたって、両側(外周)程基体1の表面
(上面)側に近接するように、傾斜させて形成したもの
である。
最下層の高誘電率材料層2aの上に、狭幅の低誘電率材
料層1−1とその両側の高誘電率材料層2bとからなる
層を積層し、その上に前記低誘電率材料層1−1よりや
や広幅の低誘電率材料層1−2とその両側の高誘電率材
料層2cとからなる層を積層し、さらに広幅の低誘電率
材料層1−3とその両側の高誘電率材料層2dを積層
し、さらに広幅の低誘電率材料層1−4とその両側の高
誘電率材料層2eを積層するという風に繰り返すことに
より、実現することができる。
近づくほど次第に上昇するように傾斜させることによ
り、図6(B)に示すように、裏面空間に透過する電波
15の屈折が大きくなり、これにより、図5(B)の特
性図における実線9で示すように、前記図1〜図4に示
した各実施例よりもより指向性の大きい、裏面側への放
射が減少した特性が得られ、人体側への放射を減らすこ
とができる。
は、基体20の裏面の縦方向の中央線から両側にわたっ
て次第に上昇するように傾斜した境界面13を形成した
が、横方向の中央線から両側にわたって次第に上昇する
ように傾斜した境界面を形成してもよく、また、裏面の
中央部から4辺の外周にわたって上昇するように傾斜し
た境界面を形成してもよい。
ら離して形成した例について示したが、上記各実施例に
おいて、該アンテナ導体3は境界面13にわたって設け
てもよく、また表面にわたって設けてもよい。
高透磁率材料に置き換え、低誘電率材料1を低透磁率材
料に置き換えても前記同様の反射を生じさせることがで
きるため、同様の指向性を得ることができる。また、低
誘電率材料または低透磁率材料は異なる複数種類の材質
により構成してもよい。
率材料または高透磁率材料を配置し、アンテナ導体を内
蔵する部分を低誘電率材料または低透磁率材料により構
成したので、裏面側への電波の放射を減らすことがで
き、裏面側を人体側とすることにより、電波放射による
人体への影響を小さくすることができる。また、誘電率
や透磁率の組み合わせや境界面の形状の選定により、電
波の反射の態様を変化させることができ、目的に応じた
指向特性を容易に設定することができる。
たことにより、人体側への放射をさらに減らすことがで
きる。
実施例を示す斜視図、(B)はその断面図である。
る。
特性図である。
の実施例を示す斜視図、(B)はその断面図である。
の実施例を示す斜視図、(B)はその指向特性図であ
る。
テナの断面図、(B)はその作用説明図である。
ある。
図、(B)は従来のヘリカル型巻線アンテナを示す側面
図である。
ナ導体、3a、3b:導体パターン、3c:ビアホー
ル、5:給電端子、6:給電点、7:従来品の指向特
性、9:図5(A)の実施例の指向特性、10:図1の
実施例の指向特性、11:図4の実施例の指向特性、1
3:境界面、14:反射電波、15:透過電波、20:
基体
Claims (6)
- 【請求項1】誘電率が異なる複数種類の材料からなる基
体とアンテナ導体とにより構成する積層チップアンテナ
であって、 前記基体の少なくとも裏面側の一部または全面を、高誘
電率材料でなる層により構成し、 基体の他の部分を前記高誘電率材料層に重ねる低誘電率
材料層とし、 前記低誘電率材料層の内部に前記アンテナ導体を形成
し、 前記基体の外面に前記アンテナ導体の一部に接続した給
電端子を設けたことを特徴とする積層チップアンテナ。 - 【請求項2】請求項1において、 前記低誘電率材料の誘電率εが1<ε<10であり、 前記高誘電率材料の誘電率εが20<ε<200である
ことを特徴とする積層チップアンテナ。 - 【請求項3】請求項1または2において、 前記積層チップアンテナが直方体状をなし、前記高誘電率材料層と低誘電率材料層との 境界面を、基
体の裏面の中央部または縦横いずれかのほぼ中央部を通
る線から外周側にわたって次第に表面側に近接するよう
に傾斜させたことを特徴とする積層チップアンテナ。 - 【請求項4】透磁率が異なる複数種類の材料からなる基
体とアンテナ導体とにより構成する積層チップアンテナ
であって、 前記基体の少なくとも裏面側の一部または全面を、高透
磁率材料でなる層により構成し、 基体の他の部分を高透磁率材料層に重ねる低透磁率材料
層とし、 前記低透磁率材料層の内部に前記アンテナ導体を形成
し、 前記基体の外面に前記アンテナ導体の一部に接続した給
電端子を設けた ことを特徴とする積層チップアンテナ。 - 【請求項5】請求項4において、 前記低透磁率材料の透磁率μが1<μ<5であり、 前記高透磁率材料の透磁率μが10<μ<200である
ことを特徴とする積層チップアンテナ。 - 【請求項6】請求項4または5において、 前記積層チップアンテナが直方体状をなし、 前記高透磁率材料層と低透磁率材料層との境界面を、基
体の裏面の中央部または縦横いずれかのほぼ中央部を通
る線から外周側にわたって次第に表面側に近接するよう
に傾斜させた ことを特徴とする積層チップアンテナ。
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JP27848897A Expired - Fee Related JP3323113B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 積層チップアンテナ |
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-
1997
- 1997-10-13 JP JP27848897A patent/JP3323113B2/ja not_active Expired - Fee Related
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