JP4066192B2 - チップアンテナ及びそれを用いたアンテナ装置並びに無線通信装置 - Google Patents
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Description
(1) 直方体状の基体上に放射電極が形成されたチップアンテナであって、前記放射電極は前記基体の長手方向対向側面上を延在する第一及び第二の帯状電極部と、両帯状電極部を連結する折り返し部とを有し、前記第一の帯状電極部に給電線と接続する給電電極が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
(2) 請求項1に記載のチップアンテナにおいて、前記第二の帯状電極部の端部に前記基体の底面まで延びる帯状延長部が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
(3) 上記(1)又は(2) に記載のチップアンテナにおいて、前記折り返し部は前記基体の端面、上面又は底面に延在していることを特徴とするチップアンテナ。
(4) 上記(1)〜(3) のいずれかに記載のチップアンテナにおいて、前記第一及び第二の帯状電極部は前記基体の上面又は底面に延在する短絡部を有することを特徴とするチップアンテナ。
(5) 上記(1)〜(4) のいずれかに記載のチップアンテナにおいて、前記基体に貫通孔、溝部、切欠き又は凹部が設けられていることを特徴とするチップアンテナ。
(6) ミアンダ状の放射電極を有する多層型チップアンテナであって、帯状電極部が形成された複数のシート状基体が積層されてなり、各シート状基体上の前記帯状電極部は各シート状基体に設けられたビアホールを介してミアンダ状に連結しており、最外の帯状電極部に給電線と接続する給電電極が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
(7) 上記(1)〜(6) のいずれかに記載のチップアンテナにおいて、前記給電電極の近傍の位置で前記放射電極に接地電極が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
(8) 上記(7) に記載のチップアンテナにおいて、前記接地電極は前記放射電極の末端に連結しており、前記給電電極は前記接地電極の近傍で前記放射電極に連結していることを特徴とするチップアンテナ。
(9) 上記(7)に記載のチップアンテナにおいて、前記給電電極は前記放射電極の末端に連結しており、前記接地電極は前記給電電極の近傍で前記放射電極に連結していることを特徴とするチップアンテナ。
(10) 上記(1)〜(9) のいずれかに記載のチップアンテナが実装基板上に設置されてなるアンテナ装置であって、前記実装基板は前記チップアンテナから離隔した位置に接地導体を有することを特徴とするアンテナ装置。
(11) 上記(1)〜(9) のいずれかに記載のチップアンテナが実装基板上に設けられた副基板上に設置されてなるアンテナ装置であって、前記実装基板は前記副基板から離隔した位置に接地導体を有することを特徴とするアンテナ装置。
(12) 上記(10)〜(11) のいずれかに記載のアンテナ装置を有する無線通信装置。
(13) 上記(12) に記載の無線通信装置において、前記無線通信装置が折り畳み式又はスライド式の携帯電話であり、閉じたときに前記アンテナ装置の実装基板が他の回路基板と対向することを特徴とする無線通信装置。
図1〜3は本発明の一実施例によるチップアンテナ1及びそれを有するアンテナ装置を示す。チップアンテナ1は、細長い直方体状の基体2と、基体2上に形成された放射電極3とからなる。放射電極3は、基体2の長手方向対向側面(細長い側面)2a,2b上に延在する第一及び第二の帯状電極部31,32と、両帯状電極部31,32を連結して基体2の底面に延在する折り返し部33と、第一の帯状電極部31の端部に連結して基体2の底面まで延在する給電電極34とを有する。給電電極34は半田等で固定する為の底面電極部を有しており、給電線4を介して信号源5と接続している。この例では、チップアンテナ1の折り返し部33が基体2の底面に形成されている。そのため、基体2における放射電極3の印刷面は三面のみであり、チップアンテナ1の生産性が高い。なお放射電極3は連続的に成形されており構成上の差異はない。
(数1)
Lt=(λ/4)/√(εr×μr)・・・(1)
が成り立つ。εrは基体2の比誘電率であり、μrは基体2の比透磁率である。式(1)から分かるように、εr又はμrを大きくすると、波長短縮効果により放射電極3の全長を短くすることができ、チップアンテナ10を小型化できる。
(1) 単層型チップアンテナ
図8〜図14は、本発明のチップアンテナ1の別の例を示す。図8に示すチップアンテナ1では、給電電極34は長手方向側面2bまで延在して、第二の帯状電極部32の開放端32aと近接している。このように給電電極34と第二の帯状電極部32の開放端32aとを近接させると、両者間の静電容量C(図3(a)参照)が増大し、低周波側の直列共振回路Aの共振周波数は低くなる。それにより帯域幅が減少し、利得や感度が増加する。逆に給電電極34と第二の帯状電極部32の開放端32aとが遠ざかると、両者間の静電容量Cは減少し、低周波側の直列共振回路Aの共振周波数は高くなる。それにより帯域幅が増加し、利得や感度が減少する。このように、給電電極34の長さを変更することにより、低周波側の直列共振回路Aの共振周波数を調節することができる。
図16は、本発明の好ましい一実施例による多層型チップアンテナを概略的に示す。多層型チップアンテナ25は、長細い直方体形の基体22と、基体22の内部に形成されたミアンダ状の放射電極3と、放射電極3の一端に給電線4を介して信号源5と接続する給電電極34とを有する。ミアンダ状の放射電極3は基体22の上下面に対して垂直であるので、上記の通り回路基板11への影響が実質的にない。またミアンダ状の放射電極3により、放射電極3の複数の箇所で静電容量が生じ、これらの静電容量に応じた複数の電流経路において共振動作が起こるので、3周波数以上のマルチバンドに対応するチップアンテナが得られる。
図18は、副基板18にチップアンテナ1を搭載し、その副基板18を実装基板8に搭載した構造のアンテナ装置10を示す。給電電極34は、副基板18上の給電線4aを経て実装基板8から立設された給電ピン14に接続し、給電ピン14は給電線4を経て信号源5に接続し、副基板18は台座27に支えられて実装基板8から離隔している。このように、チップアンテナ1が接地導体部9及び回路基板11から離隔されるため、アンテナ装置10の利得が向上するとともに、VSWR(電圧定在波比)が減少する。ただし副基板18は必ずしも台座27により支えられている必要はなく、アンテナ装置10を組み込んだ無線通信装置内で適宜固定されていれば良い。
本発明のチップアンテナ(アンテナ装置)を組み込むことができる無線通信装置は限定的ではないが、例えば図19〜22に示す折り畳み式携帯電話40及びスライド式携帯電話50に使用するのが好適である。閉じた状態ではいずれも図20(b)〜(d) 及び図22(b)〜(d) に示すように、チップアンテナ1は液晶パネル41、51等の素子と近接するが、本発明のチップアンテナ1では、放射電極3が液晶パネル41等の素子に対して垂直になるため、両者間に誘導される電界は小さい。これは図16に示す多層型チップアンテナ25の場合も同様である。なお誘導される電界が小さいため、本発明のチップアンテナ1又は多層型チップアンテナ25を組み込んだ無線通信装置は、電磁波の比吸収率SAR値が低いという利点がある。
2,22・・・基体
2a,2b・・・長手方向対向側面
2c・・・端面
3・・・放射電極
31・・・第一の帯状電極部
31’・・・短絡帯状電極部
32・・・第二の帯状電極部
32’・・・短絡帯状電極部
33・・・折り返し部
34・・・給電電極
35・・・帯状電極部
36・・・短絡部
37・・・接地電極
3a1,3a2,3a3,3a4,3a5・・・帯状電極部
4,4a・・・給電線
5・・・信号源
8,8a・・・実装基板
9,9a・・・接地導体部
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f・・・アンテナ装置
11・・・回路基板
12・・・放射電極
12a・・・イメージ電流
13・・・電界
14・・・給電ピン
18・・・副基板
20・・・貫通孔
21・・・溝部
25・・・多層型チップアンテナ
26・・・グリーンシート
G1,G2,G3,G4,G5・・・シート状基体
B2,B3,B4,B5・・・ビアホール
27・・・台座
40・・・折り畳み式携帯電話
50・・・スライド式携帯電話
41,51・・・液晶パネル
42,52・・・ダイヤルキー
43,53・・・スピーカ
60・・・誘電体
61,62・・・放射導体
63a,63b・・・給電点
64a,64b・・・接地点
65・・・接地導体
66・・・絶縁性スペーサ
Claims (11)
- 直方体状の基体上に放射電極が形成されたチップアンテナであって、前記放射電極は前記基体の長手方向対向側面上を延在する第一及び第二の帯状電極部と、両帯状電極部を連結する折り返し部とを有し、前記第一及び第二の帯状電極部は前記基体の上面又は底面に延在する短絡部を有し、前記第一の帯状電極部に給電線と接続する給電電極が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項1に記載のチップアンテナにおいて、前記第二の帯状電極部の端部に前記基体の底面まで延びる帯状延長部が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項1又は2に記載のチップアンテナにおいて、前記折り返し部は前記基体の端面、上面又は底面に延在していることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のチップアンテナにおいて、前記基体に貫通孔、溝部、切欠き又は凹部が設けられていることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のチップアンテナにおいて、前記給電電極の近傍の位置で前記放射電極に接地電極が連結していることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項5に記載のチップアンテナにおいて、前記接地電極は前記放射電極の末端に連結しており、前記給電電極は前記接地電極の近傍で前記放射電極に連結していることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項5に記載のチップアンテナにおいて、前記給電電極は前記放射電極の末端に連結しており、前記接地電極は前記給電電極の近傍で前記放射電極に連結していることを特徴とするチップアンテナ。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のチップアンテナが実装基板上に設置されてなるアンテナ装置であって、前記実装基板は前記チップアンテナから離隔した位置に接地導体を有することを特徴とするアンテナ装置。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のチップアンテナが実装基板上に設けられた副基板上に設置されてなるアンテナ装置であって、前記実装基板は前記副基板から離隔した位置に接地導体を有することを特徴とするアンテナ装置。
- 請求項8又は9に記載のアンテナ装置を有する無線通信装置。
- 請求項10に記載の無線通信装置において、前記無線通信装置が折り畳み式又はスライド式の携帯電話であり、閉じたときに前記アンテナ装置の実装基板が他の回路基板と対向することを特徴とする無線通信装置。
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