JP4507445B2 - 表面実装型アンテナ及びそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位装置等に用いられる表面実装型アンテナ装置、特に携帯端末装置等に搭載される表面実装型アンテナ及びそれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などの携帯端末装置に、位置測位装置を搭載し、携帯端末装置が存在する位置情報を送信するものが考えられている。例えば、緊急の場合には、携帯端末装置を操作することで、現在、緊急事態が起こっている場所の位置情報を所定の場所（救命センターなど）に送信することによって、迅速な対処を行うことができる。
【０００３】
この様な面実装用アンテナとしては、例えば、特開平１１−７４７２１号公報，特開平１１−１１２２２１号公報，特開平７−２２１５３７号公報，特開平７−２３５８２５号公報，特開平９−２１４２２６号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−７４７２１号公報記載の表面実装アンテナでは、給電電極と放射電極を一つの主面上に設ける構成なので、アンテナの小型化は難しく、また、特開平９−２１４２２６号公報記載の面実装用アンテナでは、給電電極を埋設して、アンテナの小型化は行えるものの、基板を張り合わせたりすることが必要であり、生産性が悪く、しかも特性のバラツキが大きくなる可能性があり、更に基板と給電電極との熱膨張係数の違いによっても、基板にクラックが生じたりあるいは応力が蓄積され特性のバラツキの原因となることも考えられる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するため、小型化を行え、しかも特性のバラツキを抑え、生産性が向上する表面実装型アンテナ及びそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板と、基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、アース電極とは非接触に基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、基板の側面からアース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、第１の給電電極と第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現できる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられた第１のアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極と、前記基板の４角の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２のアース電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を、さらに前記第１のアース電極と前記第２のアース電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現でき、さらにプリント基板等に実装する際はんだ付け部が前記基板の外形寸法より内側にあるため、曲げ、たわみに強い設計が実現できる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の側面上及び他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の他方の主面から設けられた溝と、前記溝内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現でき、しかも中空状に給電電極を設けているので、熱膨張係数の違いによる特性劣化を防止できる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の側面上及び他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から設けられた凹状のスリット及び溝と、前記スリット及び溝内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現できる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれか１記載のアンテナと、前記アンテナで受信した受信信号を復調してデータ信号を生成する受信手段と、予め所定の情報が記憶されている第１の記憶手段と、前記データ信号を記憶する第２の記憶手段と、前記第１及び第２の記憶手段からのデータ信号を変調して送信信号を生成する送信手段と、前記データの受信・復調・変調・送信を制御する制御手段とを備えたことによって、搭載機の配置場所などの限定が少なくなって、装置のレイアウトなどがしやすくなるとともに、確実にデータ通信を行うことができる。また、アンテナが非常に大きな耐久性を有するので、搭載機の設置条件が広範囲になる。さらに、アンテナが外部に大きく突出することがないので、破損などの不具合が生じることが少ない。
【００１８】
以下、本発明におけるの実施の形態について説明する。
【００１９】
図１，２，３はそれぞれ本発明の一実施の形態における面実装用アンテナの斜視図，平面図，平面図，側面図である。
【００２０】
図１，２，３，４において、１は基板で、基板１は誘電体材料で構成される。基板１の比誘電率εｒは４以上１５０以下（好ましくは１８以上１３０以下）であることが好ましい。基板１の比誘電率εｒが４より小さいと、基板１が大きくなりすぎてアンテナの小型化を行うことができず、比誘電率εｒが１５０より大きいと、共振周波数帯域が狭くなりすぎて、ちょっとした組成の違いや、欠けなどの発生によって共振周波数帯域が外れてしまい、所定の特性を得ることはできないとともに、特性のばらつきが大きくなるという不具合が生じる。
【００２１】
また、比誘電率εｒが４以上１２以下の領域では、Ｑ値の低下の少なく誘電正接が０．００５以下の樹脂基板が基板１として好適に用いられ、また、６以上１５０以下の領域においては、同様に、Ｑ値の低下の少ない、誘電正接が０．００５以下のセラミック基板が基板１として好適に用いられる。
【００２２】
基板１の具体的構成材料としては、ガラス／フッ素樹脂、ガラス／熱硬化ＰＰＯ樹脂、ＢＴレジン、セラミック粉末ＰＴＦＥ積層板、セラミック／ウィスカ等の樹脂系基板、フォルステライト、アルミナ系、チタン酸マグネシウム系やチタン酸カルシウム系、ジルコニア・スズ・チタン系、チタン酸バリウム系や鉛・カルシウム・チタン系等のセラミック基板などが挙げられる。これらの構成材料のなかでも、耐候性が良く、機械的強度が大きく、安価であることを考慮すると、セラミックを用いることが好ましい。セラミックを基板１の構成材料として用いる場合、抗析力などを大きくするために焼結密度は９２％以上（より好ましくは９５％以上）が好ましい。焼結密度が９２％以下であると、Ｑ値の低下や比誘電率εｒが低下することがあり、不具合が生じる。
【００２３】
また、基板１の表面粗さは、後述する電極との界面における特性のばらつきを抑制するために、５０μｍ以下（特に好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下）とすることが好ましい。表面粗さが５０μｍ以上であると、電極の導体損を増加させアンテナの絶対利得の低下を招くと共に、実効誘電率のばらつき要因となり、アンテナの共振周波数のずれを引き起こし、所望の周波数におけるアンテナ利得が下がることがある。
【００２４】
基板１の形状は、図１，２，３，４に示す様な方形板状や、多角形板状（断面が三角形，四角形，五角形・・・・・）、円板形状とすることができる。この時、多角形板状とする場合には、各辺が略等しい多角形状とすることが実装性や特性の面で好ましい。
【００２５】
また、本実施の形態では、基板１の厚みを均一に（中央部と端部の厚さがほぼ同じ）する事によって、特性の均一化または特性の安定化を行うことができるが、使用状況や、使用機械の種類等によって、基板１の厚みを所定の部分間で異ならせても良い。即ち、例えば、基板１に複数の凹部や段差部を形成したり、基板１の一方の端部の厚みを反対側の端部の厚みよりも厚くしたり薄くしたりすることができる。
【００２６】
更に、基板１の角部には面取りやテーパーなどを施すことによって、基板１の角部１ｃに大きな欠けなどが発生して特性が変化することを防止できる。
【００２７】
従って、前述の様に、基板１の角部に予め、面取りやテーパー等を施しておくことによって、基板１の途中で角部１ｃに大きな欠けが生じ送信や受信特性が変化することはほとんどなくなる。
【００２８】
この時、生産性や確実な角部処理が施せる事などを考慮すると、Ｃ面取り、もしくは、Ｒ処理を施すことが好ましい。この時のＣ面取り、Ｒ処理によるコーナー処理は、０．１ｍｍ以上（好ましくは０．２ｍｍ以上）とすることによって、ちょっとした衝撃などが基板１に加わっても、基板１の角部の欠け等の発生はほとんどなくなり、もし基板１が欠けるほど大きな衝撃などが加わったとしても、ほんのわずかな欠けしか発生せず、送信や受信特性の大きな変化が生じることはない。この基板１の面取りやテーパー加工等は、基板１を構成する材料が何であれ、必要であるが、上述の様に比較的欠けが発生しやすいセラミックを用いた場合には、特に有効である。更に、他の実施の形態として、基板１の角部にＣ面取りやテーパー加工を施さずに、基板１の角部に、欠け防止を行う有機系の樹脂などを設ける事によって、角部の大きな欠けを防止できる。
【００２９】
このような欠け防止対策を行うことにより、欠けの発生による工程不良を抑制でき、アンテナの生産性・歩留りを向上させることができる。
【００３０】
また、アンテナの幅をＬ１（ｃｍ）、長さをＬ２（ｃｍ）、厚さをＬ３（ｃｍ）としたときに下記の条件を満たすことにより、アンテナの動作周波数を最適にすると共に、外形寸法を最小にすることができるので、アンテナを安定に供給できると共に利得や帯域幅を適正に確保することができる。
【００３１】
ここで、λ０は、アンテナを動作させる際の中心周波数における自由空間波長（単位：ｃｍ）を、εｒは、アンテナに使用する基板１の構成材料の比誘電率を表している。厚さＬ３において上記範囲を下回ると、アンテナ自体の機械的強度が低くなり、割れなどが発生しやすくなるとともに、利得の低下や帯域幅の減少を招き、安定した電波の送受信ができなくなってしまう。また、上記範囲を上回ると、アンテナ形状が大きくなりすぎて小型化、薄型化のメリットを損ねる事になってしまう。
【００３２】
図１，２，３，４において、２は基板１の一方の主面１ａに設けられた放射電極である。３は基板１のもう一方の主面１ｂに放射電極２に対向して設けられたアース電極である。アース電極３には、端子部３ａ〜３ｅが設けられており、基板の対向する側面１ｃ，１ｄ（主面１ａ，１ｂに隣接した側面）にそれぞれ設けられている。側面１ｃには端子部３ａ，３ｂが設けられ、側面１ｄには、端子部３ｃ〜３ｅが設けられている。なお、本実施の形態としては、端子部３ａ〜３ｅというように５つの端子部を設けたが、一つでも或いは複数設けても良く、仕様などによって、適宜変更可能であり、更に他側面１ｃ，１ｄ以外の側面に端子部を設けても良い。しかし、実装性などを考慮すると、図１に示すように、複数の端子部３ａ〜３ｅを対向する側面１ｃ，１ｄにそれぞれ複数個設けることで、実装強度などを向上させることができる。
【００３３】
４ａ、４ｃは外部に露出した給電電極で、給電電極４ａ、４ｃは主面１ｂと側面１ｃに渡って形成されており、しかもアース電極３とは非接触に設けられる。すなわち、一例として、図１に示すようにアース電極３の一部に切欠の様な凹部３ｆを設け、この凹部３ｆ内にギャップを設けて給電電極４ｃを設けるとともに、側面１ｃにも給電電極４ａを設ける。また、側面１ｃには基板１に設けられた穴５が設けられており、この穴５内には基板１内部に設けられた給電電極４ｂが設けられている。従って、給電手段としては、給電電極４ａ，４ｂ、４ｃが電気的に接続されたものであり、特に給電電極４ａは外部給電部として主に機能する。穴５内には、給電電極４ｂが中空状に設けられており、穴５を封鎖するようには給電電極４ｂは穴５内には充填されていない。この様に、中空状に穴５内に給電電極４ｂを設けることで、給電電極４ｂと基板１間の熱膨張係数の違いが生じても、応力はその中空部で吸収され、基板１にクラックが生じたりあるいは基板１や給電電極４ｂに応力が蓄積されて特性が劣化することはない。特に、この面実装用アンテナが搭載される携帯端末装置はあらゆる環境（特に温度差が大きな環境）下において使用されるので、上記構成は好ましい。
【００３４】
次に穴５及び給電電極４ａ、４ｂ、４ｃについて詳細に説明する。
【００３５】
図３に示すように穴５の深さＤ１は、基板１の長さをＧ１としたときにＫ＝Ｄ１÷Ｇ１＞０．０８となるように、Ｄ１を決定することが好ましい。Ｋ＝１の場合は、穴５は貫通孔となる。Ｋが０．０８以下であると、給電電極４ｂの長さが短くなり、給電電極４ｂと他の電極との容量が小さくなるので、所望の特性が得られない。従って、０．０８＜Ｋ≦１の範囲が好ましい。また、特に好ましい範囲は、０．１≦Ｋ≦０．５であり、この範囲であれば十分なアンテナ特性を得ることができる。
【００３６】
また、図３に示す穴５の中心の形成位置は、幅Ｇ２の中央線Ｐ上に設けることが最も好ましいが、中央線Ｐから両サイドにＧ２÷１０程度ばらついても特性劣化は生じない。
【００３７】
図４に示すように基板１の厚み方向においての中心線Ｐ１よりもアース電極３側に穴５を設けることが好ましい。この様に、穴５をアース電極３側に設けることで、給電電極４ｂと放射電極２との間隔をアース電極３よりも広くすることで、アンテナ調整が行いやすくなり、生産性が向上する。
【００３８】
穴５の基板１の厚み方向の長さｔは基板の厚さＧ３を１とした場合には０．１〜０．５５の範囲とすることが好ましい。０．１以下では、うまく給電電極４ｂを穴５内に設けることはできず、０．５５以上では基板１の機械的強度が低下し、しかも放射電極２に給電電極４ｂが近づくことになり、前述のとおり、調整が難しくなり、生産性が悪くなる。
【００３９】
また、穴５の断面形状としては、アース電極３及び放射電極２と平行な部分が少ない円形，楕円形、方形などとすることが好ましい。長片がアース電極３及び放射電極２と平行に対向するような断面四角形状を有する穴５の場合には、特性の調整が難しくなり、生産性が悪くなる。なお、一概に断面方形状の穴５が悪いということではなく、上述の様に、短辺がアース電極３及び放射電極２と平行に対向する様な断面方形形状の場合は、やはり特性調整が行いやすい。
【００４０】
この様に、給電電極４ａ、４ｂ、４ｃや穴５を構成することで、給電電極４ａ、４ｂ、４ｃ自体でインダクタンス成分を有すると共に、放射電極２と給電電極４ａ、４ｂ、４ｃの間、アース電極３と給電電極４ａ、４ｂ、４ｃの間にそれぞれキャパシタンス成分を構成している。
【００４１】
放射電極２，アース電極３及び給電電極４ａ、４ｂ、４ｃ（以下、各電極と略す）は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ、Ｐｄの金属材料単体、あるいはそれらの合金、若しくは、前記金属材料の他の金属（Ｔｉ，Ｎｉ等）との合金などが用いられる。これらの材料の中で、特にＡｇあるいは、Ａｇと他の金属材料との合金は、特性及び各電極を形成する際に作業性が非常に優れているので好適に用いられる。更に、各電極は、一層で形成しても良いし、二層以上の複数層で構成しても良い。即ち、各電極の表面に、耐腐食性、防錆性などを向上させる目的等で、耐食性の良い金属材料等を形成しても良い。また、同様の目的で、電極表面を化学処理しても良い。更に各電極には、不純物として、特性に影響を及ぼさない程度に、酸素や窒素や炭素の少なくとも１つを不純物として含ませてもよい。また、アンテナと各電極の間に、密着強度などを向上させる目的等で、他の金属材料の膜をバッファ層として形成したり、各電極上に、各電極を保護するなどの目的等で、耐食性の良い金属材料または保護膜等を形成しても良い。耐食性の良い金属材料としは金、白金、チタンなどが、また耐食性の良い保護膜としては、エポキシ系、シリコン系などの樹脂が挙げられる。更に各電極には、不純物として、特性に影響を及ぼさない程度に、酸素や窒素や炭素の少なくとも１つを不純物として含ませてもよい。
【００４２】
各電極等の形成は、印刷法やメッキ法及びスパッタリング法などが用いられる。特に各電極の膜厚を比較的薄く形成する場合には、スパッタリング法やメッキ法を用いたほうが好ましく、比較的厚く形成する場合には、印刷法を用いる方が好ましい。本実施の形態の場合、生産性が良好である事などを理由として印刷法を用いた。具体的には、Ａｇ等の金属粒子とガラスフリット及び溶媒などを混ぜたペーストをアンテナ上に所定の形状で塗布し、熱処理を加えて、各電極を形成した。また、各電極の膜厚は０．０１μｍ〜５０μｍ（好ましくは１μｍ〜４０μｍ）とすることが好ましい。各電極の膜厚が０．０１μｍ以下であると、スキンデプスより薄くなりアンテナの利得が低下することがあり、各電極の膜厚が５０μｍ以上であると、電極の剥離が発生しやすくなり、しかもコストが高くなる等の不具合が生じる。
【００４３】
以上の様に構成された表面実装型アンテナについて、その特性を説明する。
【００４４】
図５に本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの入力インピーダンス及びＶＳＷＲ特性を示す図を示す。図５に示すように、本実施例の範囲で作成されたアンテナは図５に示すＢ点がスミスチャート上の中心線Ｂ１上、且つその中心に存在することがわかる。通常、高周波回路における入力インピーダンスは５０Ωで整合をとるので、図５においてアンテナの入力インピーダンスは５０Ωに整合できていることが判る。
【００４５】
図６は本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの放射特性を示す図を示す。天頂方向（仰角９０°）から水平方向（仰角０°）まで良好な特性であることが判る。
【００４６】
なお、本実施の形態では、穴５で構成される内壁上に、穴５に給電電極４ｂが完全に充填されることのないように設け、しかも穴５で構成される内壁全面に給電電極４ｂを設けたが、穴５の内壁の一部に給電電極４ｂを設けても良い。この様に構成することで、一つの基板１に設けられた穴５を全て同じ長さで構成しておき、仕様に応じて穴５内に形成する給電電極４ｂの形成長さを調整することで、仕様に応じて穴５の長さを変化させることは不要となるので、部品の共用化を行うことができる。なお、その一つの手段としては、一定長さの穴５の先端部に誘電体或いは絶縁体を所望の長さ充填し、その後に、給電電極４ｂを穴５内に形成することで、容易に給電電極４ｂの長さを調整できる。
【００４７】
図７に、本発明の別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。
【００４８】
図７において、基板１の側面１ｃと主面１ｂにわたり形成された凹状のステップ６を設け、ステップ６の一方の端面４ａ’に給電電極４ａを形成する。
【００４９】
このように構成された表面実装アンテナは、給電電極４ａに入力された信号はその縁端部と放射電極２とで電磁界結合しアンテナとして動作する。この時、給電電極４ａはステップ６があることで基板１の外形より内部に存在でき、放射電極２と結合する際より最適で且つ安定な給電位置で給電可能となり、安定したアンテナ特性を得ることができる。また、本アンテナを実装する際、給電点のはんだ付け部が基板１の外形より内側にあることより、基板の曲げ応力に強い設計となっている。
【００５０】
図８は、本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。
【００５１】
図７の表面実装型アンテナに形成したステップ６及び前記ステップ６と同等なステップを基板１の４角において端面１ｃ、１ｄと主面１ｂにわたりそれぞれ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅとして形成する。そして、ステップ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅの一方の端面３ａ’、３ｂ’、３ｃ’、３ｄ’、３ｅ’に固定電極３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを形成する。
【００５２】
このように構成された表面実装型アンテナは、図７の表面実装型アンテナよりさらに固定電極のはんだ付け部がステップの分だけ表面実装型アンテナの外形より内側に存在する為、アンテナをプリント基板等に実装した際、基板の曲げ、たわみ等に対して、より強くなり、アンテナ実装性を改善できる。また、プリント基板等に形成するランドパターンの寸法をアンテナ外形寸法内に収めることが可能となり、プリント基板内の省スペース化が可能となる。
【００５３】
図９に本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。図９で、図１の穴５の主面１ｂ側の円弧部を主面１ｂまで貫通させた溝７を配置する。溝７の内壁または、円弧状の部分に給電電極４ｂを設け、基板１の側面１ｃに設けられた給電電極４ａと電気的に接合される。
【００５４】
この様に構成された表面実装型アンテナは、穴を構成するより工法上容易であり、また溝６の内壁、及び円弧状の部分に給電電極を設ける場合容易である。
【００５５】
図１０に本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。図１０で基板１の端面１ｃに基板１の幅方向に沿ってスリット８を基板の厚さ方向において、アース電極側に形成する。主面１ｂと側面１ｃとに形成された給電電極４ａ，４ｃとさらに、主面１ａ、１ｂと平行なスリット８内部の面の主面１ｂ側の部分に形成された給電電極４ｄとを電気的に接合する。
【００５６】
このように構成された表面実装型アンテナは、信号が給電電極４ａ、４ｃ、を経由し４ｄの開放端より放射電極２と電磁界結合しアンテナとして動作する。基板内部に給電電極を内装する必要も無くまた、スリット８は穴もしくは貫通穴よりも容易に形成することができ、特性調整が容易になり、生産性が良くなる。
【００５７】
次に、上述のアンテナを用いた応用例について説明する。
【００５８】
図１１に本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの応用例における無線ＬＡＮ装置を示す図を示す。図１１において、２０，２１はそれぞれ無線ＬＡＮ装置、２２，２３はそれぞれ無線ＬＡＮ装置２０，２１にそれぞれ接続されたパーソナルコンピュータなどの電子機器、２４は無線ＬＡＮ装置２０内に設けられた受信手段、２５は無線ＬＡＮ装置２０内に設けられた送信手段、２６は無線ＬＡＮ装置２１内に設けられた受信手段、２７は無線ＬＡＮ装置２１内に設けられた送信手段、２８，２９はそれぞれ無線ＬＡＮ装置２０，２１にそれぞれ設けられ、前述の図１から図１０に示すアンテナを用いた。
【００５９】
電子機器２２から電子機器２３に所定のデータを転送したい場合には、電子機器２２から送られてきたデータ信号を送信手段２５にて変調し、所定の送信信号に変換し、その送信信号をアンテナ２８から送信する。アンテナ２８から送信した送信信号は、アンテナ２９にて受信され、受信手段２６にて所定のデータ信号に復調され、そのデータ信号は電子機器２３に送られる。
【００６０】
逆に電子機器２３から電子機器２２に所定のデータを転送したい場合には、電子機器２３から送られてきたデータ信号を送信手段２７にて変調し、所定の送信信号に変換し、その送信信号をアンテナ２９から送信する。アンテナ２９から送信した送信信号は、アンテナ２８にて受信され、受信手段２４にて所定のデータ信号に復調され、そのデータ信号は電子機器２２に送られる。
【００６１】
以上の様に構成された無線ＬＡＮ装置２０，２１では、アンテナ２８，２９を非常に小型化することができ、しかも水平方向に対して送受信特性の指向性を大きくできるので、無線ＬＡＮ装置２０，２１の配置や、アンテナ２８，２９の配置場所等の限定が少なくなり、レイアウトが簡単になるとともに、データ通信を確実に行うことができる。
【００６２】
尚、ここでは、無線ＬＡＮ装置を用いて説明したが、用途は必ずしも上記の内容に限定されるものではなく、無線通信機器において広く応用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、基板と、基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、アース電極とは非接触に基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、基板の側面から設けられアース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、第１の給電電極と第２の給電電極を電気的に接続したことで、給電電極を基板中に埋設したことで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの平面図
【図３】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの平面図
【図４】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの側面図
【図５】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの入力インピーダンス及びＶＳＷＲ特性を示す図
【図６】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの放射特性を示す図
【図７】本発明の別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図８】本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図９】本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図１０】本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図１１】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの応用例における無線ＬＡＮ装置を示す図
【符号の説明】
１ 基板
１ａ，１ｂ 主面
２ 放射電極
３ アース電極
４ａ，４ｂ，４ｃ 給電電極
５ 穴
６ ステップ
７ 溝
８ スリット
２０，２１ 無線ＬＡＮ装置
２２，２３ 電子機器
２４，２６ 受信手段
２５，２７ 送信手段
２８，２９ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位装置等に用いられる表面実装型アンテナ装置、特に携帯端末装置等に搭載される表面実装型アンテナ及びそれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などの携帯端末装置に、位置測位装置を搭載し、携帯端末装置が存在する位置情報を送信するものが考えられている。例えば、緊急の場合には、携帯端末装置を操作することで、現在、緊急事態が起こっている場所の位置情報を所定の場所（救命センターなど）に送信することによって、迅速な対処を行うことができる。
【０００３】
この様な面実装用アンテナとしては、例えば、特開平１１−７４７２１号公報，特開平１１−１１２２２１号公報，特開平７−２２１５３７号公報，特開平７−２３５８２５号公報，特開平９−２１４２２６号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−７４７２１号公報記載の表面実装アンテナでは、給電電極と放射電極を一つの主面上に設ける構成なので、アンテナの小型化は難しく、また、特開平９−２１４２２６号公報記載の面実装用アンテナでは、給電電極を埋設して、アンテナの小型化は行えるものの、基板を張り合わせたりすることが必要であり、生産性が悪く、しかも特性のバラツキが大きくなる可能性があり、更に基板と給電電極との熱膨張係数の違いによっても、基板にクラックが生じたりあるいは応力が蓄積され特性のバラツキの原因となることも考えられる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するため、小型化を行え、しかも特性のバラツキを抑え、生産性が向上する表面実装型アンテナ及びそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板と、基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、アース電極とは非接触に基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、基板の側面からアース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、第１の給電電極と第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現できる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられた第１のアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極と、前記基板の４角の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２のアース電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を、さらに前記第１のアース電極と前記第２のアース電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現でき、さらにプリント基板等に実装する際はんだ付け部が前記基板の外形寸法より内側にあるため、曲げ、たわみに強い設計が実現できる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の側面上及び他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の他方の主面から設けられた溝と、前記溝内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現でき、しかも中空状に給電電極を設けているので、熱膨張係数の違いによる特性劣化を防止できる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の側面上及び他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から設けられた凹状のスリット及び溝と、前記スリット及び溝内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナとすることで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現できる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれか１記載のアンテナと、前記アンテナで受信した受信信号を復調してデータ信号を生成する受信手段と、予め所定の情報が記憶されている第１の記憶手段と、前記データ信号を記憶する第２の記憶手段と、前記第１及び第２の記憶手段からのデータ信号を変調して送信信号を生成する送信手段と、前記データの受信・復調・変調・送信を制御する制御手段とを備えたことによって、搭載機の配置場所などの限定が少なくなって、装置のレイアウトなどがしやすくなるとともに、確実にデータ通信を行うことができる。また、アンテナが非常に大きな耐久性を有するので、搭載機の設置条件が広範囲になる。さらに、アンテナが外部に大きく突出することがないので、破損などの不具合が生じることが少ない。
【００１８】
以下、本発明におけるの実施の形態について説明する。
【００１９】
図１，２，３はそれぞれ本発明の一実施の形態における面実装用アンテナの斜視図，平面図，平面図，側面図である。
【００２０】
図１，２，３，４において、１は基板で、基板１は誘電体材料で構成される。基板１の比誘電率εｒは４以上１５０以下（好ましくは１８以上１３０以下）であることが好ましい。基板１の比誘電率εｒが４より小さいと、基板１が大きくなりすぎてアンテナの小型化を行うことができず、比誘電率εｒが１５０より大きいと、共振周波数帯域が狭くなりすぎて、ちょっとした組成の違いや、欠けなどの発生によって共振周波数帯域が外れてしまい、所定の特性を得ることはできないとともに、特性のばらつきが大きくなるという不具合が生じる。
【００２１】
また、比誘電率εｒが４以上１２以下の領域では、Ｑ値の低下の少なく誘電正接が０．００５以下の樹脂基板が基板１として好適に用いられ、また、６以上１５０以下の領域においては、同様に、Ｑ値の低下の少ない、誘電正接が０．００５以下のセラミック基板が基板１として好適に用いられる。
【００２２】
基板１の具体的構成材料としては、ガラス／フッ素樹脂、ガラス／熱硬化ＰＰＯ樹脂、ＢＴレジン、セラミック粉末ＰＴＦＥ積層板、セラミック／ウィスカ等の樹脂系基板、フォルステライト、アルミナ系、チタン酸マグネシウム系やチタン酸カルシウム系、ジルコニア・スズ・チタン系、チタン酸バリウム系や鉛・カルシウム・チタン系等のセラミック基板などが挙げられる。これらの構成材料のなかでも、耐候性が良く、機械的強度が大きく、安価であることを考慮すると、セラミックを用いることが好ましい。セラミックを基板１の構成材料として用いる場合、抗析力などを大きくするために焼結密度は９２％以上（より好ましくは９５％以上）が好ましい。焼結密度が９２％以下であると、Ｑ値の低下や比誘電率εｒが低下することがあり、不具合が生じる。
【００２３】
また、基板１の表面粗さは、後述する電極との界面における特性のばらつきを抑制するために、５０μｍ以下（特に好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下）とすることが好ましい。表面粗さが５０μｍ以上であると、電極の導体損を増加させアンテナの絶対利得の低下を招くと共に、実効誘電率のばらつき要因となり、アンテナの共振周波数のずれを引き起こし、所望の周波数におけるアンテナ利得が下がることがある。
【００２４】
基板１の形状は、図１，２，３，４に示す様な方形板状や、多角形板状（断面が三角形，四角形，五角形・・・・・）、円板形状とすることができる。この時、多角形板状とする場合には、各辺が略等しい多角形状とすることが実装性や特性の面で好ましい。
【００２５】
また、本実施の形態では、基板１の厚みを均一に（中央部と端部の厚さがほぼ同じ）する事によって、特性の均一化または特性の安定化を行うことができるが、使用状況や、使用機械の種類等によって、基板１の厚みを所定の部分間で異ならせても良い。即ち、例えば、基板１に複数の凹部や段差部を形成したり、基板１の一方の端部の厚みを反対側の端部の厚みよりも厚くしたり薄くしたりすることができる。
【００２６】
更に、基板１の角部には面取りやテーパーなどを施すことによって、基板１の角部１ｃに大きな欠けなどが発生して特性が変化することを防止できる。
【００２７】
従って、前述の様に、基板１の角部に予め、面取りやテーパー等を施しておくことによって、基板１の途中で角部１ｃに大きな欠けが生じ送信や受信特性が変化することはほとんどなくなる。
【００２８】
この時、生産性や確実な角部処理が施せる事などを考慮すると、Ｃ面取り、もしくは、Ｒ処理を施すことが好ましい。この時のＣ面取り、Ｒ処理によるコーナー処理は、０．１ｍｍ以上（好ましくは０．２ｍｍ以上）とすることによって、ちょっとした衝撃などが基板１に加わっても、基板１の角部の欠け等の発生はほとんどなくなり、もし基板１が欠けるほど大きな衝撃などが加わったとしても、ほんのわずかな欠けしか発生せず、送信や受信特性の大きな変化が生じることはない。この基板１の面取りやテーパー加工等は、基板１を構成する材料が何であれ、必要であるが、上述の様に比較的欠けが発生しやすいセラミックを用いた場合には、特に有効である。更に、他の実施の形態として、基板１の角部にＣ面取りやテーパー加工を施さずに、基板１の角部に、欠け防止を行う有機系の樹脂などを設ける事によって、角部の大きな欠けを防止できる。
【００２９】
このような欠け防止対策を行うことにより、欠けの発生による工程不良を抑制でき、アンテナの生産性・歩留りを向上させることができる。
【００３０】
また、アンテナの幅をＬ１（ｃｍ）、長さをＬ２（ｃｍ）、厚さをＬ３（ｃｍ）としたときに下記の条件を満たすことにより、アンテナの動作周波数を最適にすると共に、外形寸法を最小にすることができるので、アンテナを安定に供給できると共に利得や帯域幅を適正に確保することができる。
【００３１】
【００３２】
図１，２，３，４において、２は基板１の一方の主面１ａに設けられた放射電極である。３は基板１のもう一方の主面１ｂに放射電極２に対向して設けられたアース電極である。アース電極３には、端子部３ａ〜３ｅが設けられており、基板の対向する側面１ｃ，１ｄ（主面１ａ，１ｂに隣接した側面）にそれぞれ設けられている。側面１ｃには端子部３ａ，３ｂが設けられ、側面１ｄには、端子部３ｃ〜３ｅが設けられている。なお、本実施の形態としては、端子部３ａ〜３ｅというように５つの端子部を設けたが、一つでも或いは複数設けても良く、仕様などによって、適宜変更可能であり、更に他側面１ｃ，１ｄ以外の側面に端子部を設けても良い。しかし、実装性などを考慮すると、図１に示すように、複数の端子部３ａ〜３ｅを対向する側面１ｃ，１ｄにそれぞれ複数個設けることで、実装強度などを向上させることができる。
【００３３】
４ａ、４ｃは外部に露出した給電電極で、給電電極４ａ、４ｃは主面１ｂと側面１ｃに渡って形成されており、しかもアース電極３とは非接触に設けられる。すなわち、一例として、図１に示すようにアース電極３の一部に切欠の様な凹部３ｆを設け、この凹部３ｆ内にギャップを設けて給電電極４ｃを設けるとともに、側面１ｃにも給電電極４ａを設ける。また、側面１ｃには基板１に設けられた穴５が設けられており、この穴５内には基板１内部に設けられた給電電極４ｂが設けられている。従って、給電手段としては、給電電極４ａ，４ｂ、４ｃが電気的に接続されたものであり、特に給電電極４ａは外部給電部として主に機能する。穴５内には、給電電極４ｂが中空状に設けられており、穴５を封鎖するようには給電電極４ｂは穴５内には充填されていない。この様に、中空状に穴５内に給電電極４ｂを設けることで、給電電極４ｂと基板１間の熱膨張係数の違いが生じても、応力はその中空部で吸収され、基板１にクラックが生じたりあるいは基板１や給電電極４ｂに応力が蓄積されて特性が劣化することはない。特に、この面実装用アンテナが搭載される携帯端末装置はあらゆる環境（特に温度差が大きな環境）下において使用されるので、上記構成は好ましい。
【００３４】
次に穴５及び給電電極４ａ、４ｂ、４ｃについて詳細に説明する。
【００３５】
図３に示すように穴５の深さＤ１は、基板１の長さをＧ１としたときにＫ＝Ｄ１÷Ｇ１＞０．０８となるように、Ｄ１を決定することが好ましい。Ｋ＝１の場合は、穴５は貫通孔となる。Ｋが０．０８以下であると、給電電極４ｂの長さが短くなり、給電電極４ｂと他の電極との容量が小さくなるので、所望の特性が得られない。従って、０．０８＜Ｋ≦１の範囲が好ましい。また、特に好ましい範囲は、０．１≦Ｋ≦０．５であり、この範囲であれば十分なアンテナ特性を得ることができる。
【００３６】
また、図３に示す穴５の中心の形成位置は、幅Ｇ２の中央線Ｐ上に設けることが最も好ましいが、中央線Ｐから両サイドにＧ２÷１０程度ばらついても特性劣化は生じない。
【００３７】
図４に示すように基板１の厚み方向においての中心線Ｐ１よりもアース電極３側に穴５を設けることが好ましい。この様に、穴５をアース電極３側に設けることで、給電電極４ｂと放射電極２との間隔をアース電極３よりも広くすることで、アンテナ調整が行いやすくなり、生産性が向上する。
【００３８】
穴５の基板１の厚み方向の長さｔは基板の厚さＧ３を１とした場合には０．１〜０．５５の範囲とすることが好ましい。０．１以下では、うまく給電電極４ｂを穴５内に設けることはできず、０．５５以上では基板１の機械的強度が低下し、しかも放射電極２に給電電極４ｂが近づくことになり、前述のとおり、調整が難しくなり、生産性が悪くなる。
【００３９】
また、穴５の断面形状としては、アース電極３及び放射電極２と平行な部分が少ない円形，楕円形、方形などとすることが好ましい。長片がアース電極３及び放射電極２と平行に対向するような断面四角形状を有する穴５の場合には、特性の調整が難しくなり、生産性が悪くなる。なお、一概に断面方形状の穴５が悪いということではなく、上述の様に、短辺がアース電極３及び放射電極２と平行に対向する様な断面方形形状の場合は、やはり特性調整が行いやすい。
【００４０】
この様に、給電電極４ａ、４ｂ、４ｃや穴５を構成することで、給電電極４ａ、４ｂ、４ｃ自体でインダクタンス成分を有すると共に、放射電極２と給電電極４ａ、４ｂ、４ｃの間、アース電極３と給電電極４ａ、４ｂ、４ｃの間にそれぞれキャパシタンス成分を構成している。
【００４１】
放射電極２，アース電極３及び給電電極４ａ、４ｂ、４ｃ（以下、各電極と略す）は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ、Ｐｄの金属材料単体、あるいはそれらの合金、若しくは、前記金属材料の他の金属（Ｔｉ，Ｎｉ等）との合金などが用いられる。これらの材料の中で、特にＡｇあるいは、Ａｇと他の金属材料との合金は、特性及び各電極を形成する際に作業性が非常に優れているので好適に用いられる。更に、各電極は、一層で形成しても良いし、二層以上の複数層で構成しても良い。即ち、各電極の表面に、耐腐食性、防錆性などを向上させる目的等で、耐食性の良い金属材料等を形成しても良い。また、同様の目的で、電極表面を化学処理しても良い。更に各電極には、不純物として、特性に影響を及ぼさない程度に、酸素や窒素や炭素の少なくとも１つを不純物として含ませてもよい。また、アンテナと各電極の間に、密着強度などを向上させる目的等で、他の金属材料の膜をバッファ層として形成したり、各電極上に、各電極を保護するなどの目的等で、耐食性の良い金属材料または保護膜等を形成しても良い。耐食性の良い金属材料としは金、白金、チタンなどが、また耐食性の良い保護膜としては、エポキシ系、シリコン系などの樹脂が挙げられる。更に各電極には、不純物として、特性に影響を及ぼさない程度に、酸素や窒素や炭素の少なくとも１つを不純物として含ませてもよい。
【００４２】
各電極等の形成は、印刷法やメッキ法及びスパッタリング法などが用いられる。特に各電極の膜厚を比較的薄く形成する場合には、スパッタリング法やメッキ法を用いたほうが好ましく、比較的厚く形成する場合には、印刷法を用いる方が好ましい。本実施の形態の場合、生産性が良好である事などを理由として印刷法を用いた。具体的には、Ａｇ等の金属粒子とガラスフリット及び溶媒などを混ぜたペーストをアンテナ上に所定の形状で塗布し、熱処理を加えて、各電極を形成した。また、各電極の膜厚は０．０１μｍ〜５０μｍ（好ましくは１μｍ〜４０μｍ）とすることが好ましい。各電極の膜厚が０．０１μｍ以下であると、スキンデプスより薄くなりアンテナの利得が低下することがあり、各電極の膜厚が５０μｍ以上であると、電極の剥離が発生しやすくなり、しかもコストが高くなる等の不具合が生じる。
【００４３】
以上の様に構成された表面実装型アンテナについて、その特性を説明する。
【００４４】
図５に本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの入力インピーダンス及びＶＳＷＲ特性を示す図を示す。図５に示すように、本実施例の範囲で作成されたアンテナは図５に示すＢ点がスミスチャート上の中心線Ｂ１上、且つその中心に存在することがわかる。通常、高周波回路における入力インピーダンスは５０Ωで整合をとるので、図５においてアンテナの入力インピーダンスは５０Ωに整合できていることが判る。
【００４５】
図６は本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの放射特性を示す図を示す。天頂方向（仰角９０°）から水平方向（仰角０°）まで良好な特性であることが判る。
【００４６】
なお、本実施の形態では、穴５で構成される内壁上に、穴５に給電電極４ｂが完全に充填されることのないように設け、しかも穴５で構成される内壁全面に給電電極４ｂを設けたが、穴５の内壁の一部に給電電極４ｂを設けても良い。この様に構成することで、一つの基板１に設けられた穴５を全て同じ長さで構成しておき、仕様に応じて穴５内に形成する給電電極４ｂの形成長さを調整することで、仕様に応じて穴５の長さを変化させることは不要となるので、部品の共用化を行うことができる。なお、その一つの手段としては、一定長さの穴５の先端部に誘電体或いは絶縁体を所望の長さ充填し、その後に、給電電極４ｂを穴５内に形成することで、容易に給電電極４ｂの長さを調整できる。
【００４７】
図７に、本発明の別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。
【００４８】
図７において、基板１の側面１ｃと主面１ｂにわたり形成された凹状のステップ６を設け、ステップ６の一方の端面４ａ’に給電電極４ａを形成する。
【００４９】
このように構成された表面実装アンテナは、給電電極４ａに入力された信号はその縁端部と放射電極２とで電磁界結合しアンテナとして動作する。この時、給電電極４ａはステップ６があることで基板１の外形より内部に存在でき、放射電極２と結合する際より最適で且つ安定な給電位置で給電可能となり、安定したアンテナ特性を得ることができる。また、本アンテナを実装する際、給電点のはんだ付け部が基板１の外形より内側にあることより、基板の曲げ応力に強い設計となっている。
【００５０】
図８は、本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。
【００５１】
図７の表面実装型アンテナに形成したステップ６及び前記ステップ６と同等なステップを基板１の４角において端面１ｃ、１ｄと主面１ｂにわたりそれぞれ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅとして形成する。そして、ステップ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅの一方の端面３ａ’、３ｂ’、３ｃ’、３ｄ’、３ｅ’に固定電極３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを形成する。
【００５２】
このように構成された表面実装型アンテナは、図７の表面実装型アンテナよりさらに固定電極のはんだ付け部がステップの分だけ表面実装型アンテナの外形より内側に存在する為、アンテナをプリント基板等に実装した際、基板の曲げ、たわみ等に対して、より強くなり、アンテナ実装性を改善できる。また、プリント基板等に形成するランドパターンの寸法をアンテナ外形寸法内に収めることが可能となり、プリント基板内の省スペース化が可能となる。
【００５３】
図９に本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。図９で、図１の穴５の主面１ｂ側の円弧部を主面１ｂまで貫通させた溝７を配置する。溝７の内壁または、円弧状の部分に給電電極４ｂを設け、基板１の側面１ｃに設けられた給電電極４ａと電気的に接合される。
【００５４】
この様に構成された表面実装型アンテナは、穴を構成するより工法上容易であり、また溝６の内壁、及び円弧状の部分に給電電極を設ける場合容易である。
【００５５】
図１０に本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図を示す。図１０で基板１の端面１ｃに基板１の幅方向に沿ってスリット８を基板の厚さ方向において、アース電極側に形成する。主面１ｂと側面１ｃとに形成された給電電極４ａ，４ｃとさらに、主面１ａ、１ｂと平行なスリット８内部の面の主面１ｂ側の部分に形成された給電電極４ｄとを電気的に接合する。
【００５６】
このように構成された表面実装型アンテナは、信号が給電電極４ａ、４ｃ、を経由し４ｄの開放端より放射電極２と電磁界結合しアンテナとして動作する。基板内部に給電電極を内装する必要も無くまた、スリット８は穴もしくは貫通穴よりも容易に形成することができ、特性調整が容易になり、生産性が良くなる。
【００５７】
次に、上述のアンテナを用いた応用例について説明する。
【００５８】
図１１に本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの応用例における無線ＬＡＮ装置を示す図を示す。図１１において、２０，２１はそれぞれ無線ＬＡＮ装置、２２，２３はそれぞれ無線ＬＡＮ装置２０，２１にそれぞれ接続されたパーソナルコンピュータなどの電子機器、２４は無線ＬＡＮ装置２０内に設けられた受信手段、２５は無線ＬＡＮ装置２０内に設けられた送信手段、２６は無線ＬＡＮ装置２１内に設けられた受信手段、２７は無線ＬＡＮ装置２１内に設けられた送信手段、２８，２９はそれぞれ無線ＬＡＮ装置２０，２１にそれぞれ設けられ、前述の図１から図１０に示すアンテナを用いた。
【００５９】
電子機器２２から電子機器２３に所定のデータを転送したい場合には、電子機器２２から送られてきたデータ信号を送信手段２５にて変調し、所定の送信信号に変換し、その送信信号をアンテナ２８から送信する。アンテナ２８から送信した送信信号は、アンテナ２９にて受信され、受信手段２６にて所定のデータ信号に復調され、そのデータ信号は電子機器２３に送られる。
【００６０】
逆に電子機器２３から電子機器２２に所定のデータを転送したい場合には、電子機器２３から送られてきたデータ信号を送信手段２７にて変調し、所定の送信信号に変換し、その送信信号をアンテナ２９から送信する。アンテナ２９から送信した送信信号は、アンテナ２８にて受信され、受信手段２４にて所定のデータ信号に復調され、そのデータ信号は電子機器２２に送られる。
【００６１】
以上の様に構成された無線ＬＡＮ装置２０，２１では、アンテナ２８，２９を非常に小型化することができ、しかも水平方向に対して送受信特性の指向性を大きくできるので、無線ＬＡＮ装置２０，２１の配置や、アンテナ２８，２９の配置場所等の限定が少なくなり、レイアウトが簡単になるとともに、データ通信を確実に行うことができる。
【００６２】
尚、ここでは、無線ＬＡＮ装置を用いて説明したが、用途は必ずしも上記の内容に限定されるものではなく、無線通信機器において広く応用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、基板と、基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、アース電極とは非接触に基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、基板の側面から設けられアース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、第１の給電電極と第２の給電電極を電気的に接続したことで、給電電極を基板中に埋設したことで、給電電極を基板中に埋設したことで基板の面積を小さくすることができて小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの平面図
【図３】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの平面図
【図４】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの側面図
【図５】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの入力インピーダンス及びＶＳＷＲ特性を示す図
【図６】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの放射特性を示す図
【図７】本発明の別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図８】本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図９】本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図１０】本発明のさらに別の実施の形態における表面実装型アンテナの斜視図
【図１１】本発明の一実施の形態における表面実装型アンテナの応用例における無線ＬＡＮ装置を示す図
【符号の説明】
１ 基板
１ａ，１ｂ 主面
２ 放射電極
３ アース電極
４ａ，４ｂ，４ｃ 給電電極
５ 穴
６ ステップ
７ 溝
８ スリット
２０，２１ 無線ＬＡＮ装置
２２，２３ 電子機器
２４，２６ 受信手段
２５，２７ 送信手段
２８，２９ アンテナ
Claims (5)
- 基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナ。
- 基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられた第１のアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２の給電電極、及び、前記基板の４つの側面から前記アース電極にわたり凹状に形成されたステップもしくは段差と、前記ステップもしくは段差の内壁に設けられた第２のアース電極の少なくともいずれか一方を備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を、さらに前記第１のアース電極と前記第２のアース電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナ。
- 基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の側面上及び他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の他方の主面から設けられた溝と、前記溝内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナ。
- 基板と、前記基板の一方の主面上に設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面上に設けられたアース電極と、前記アース電極とは非接触に前記基板の側面上及び他方の主面上に少なくとも一部を設けた第１の給電電極と、前記基板の側面から設けられた凹状のスリット及び溝と、前記スリット及び溝内壁に設けられた第２の給電電極とを備え、前記第１の給電電極と前記第２の給電電極を電気的に接続したことを特徴とする表面実装型アンテナ。
- 請求項１〜４いずれか１記載のアンテナと、前記アンテナで受信した受信信号を復調してデータ信号を生成する受信手段と、予め所定の情報が記憶されている第１の記憶手段と、前記データ信号を記憶する第２の記憶手段と、前記第１及び第２の記憶手段からのデータ信号を変調して送信信号を生成する送信手段と、前記データの受信・復調・変調・送信を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
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