JPH09247025A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JPH09247025A
JPH09247025A JP5316496A JP5316496A JPH09247025A JP H09247025 A JPH09247025 A JP H09247025A JP 5316496 A JP5316496 A JP 5316496A JP 5316496 A JP5316496 A JP 5316496A JP H09247025 A JPH09247025 A JP H09247025A
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JP
Japan
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antenna
substrate
antenna device
conductor
matching circuit
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Pending
Application number
JP5316496A
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English (en)
Inventor
Takeshi Suesada
剛 末定
Kenji Asakura
健二 朝倉
Seiji Kaminami
誠治 神波
Teruhisa Tsuru
輝久 鶴
Harufumi Bandai
治文 萬代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装基板上に設けるインピーダンス整合回路
部が不要となり、かつ製造コストの低減及び製造期間の
短縮が可能となるアンテナ装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 アンテナ装置10はアンテナ本体11と
インピーダンス整合回路部12からなり、アンテナ本体
11は、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主
成分とする直方体状の基体13の内部に、基体13の長
手方向に螺旋状に巻回される導体14と、基体13の表
面に、導体14に電圧を印加するための給電用端子15
を備える。インピーダンス整合回路部12は、アンテナ
本体11と共有している基体13の内部に形成されたイ
ンダクダンス素子16及びキャパシタンス素子17から
なる。この際、キャパシタンス素子17は、基体13の
内部に設けられたコンデンサ電極18と、基体13の裏
面に設けられた接地電極19で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ装置に関
し、特に、移動体通信用及びローカルエリアネットワー
ク(LAN)用の移動体通信機に用いられるアンテナ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図15に、従来のアンテナ装置50の斜
視図を示す。51はアンテナ本体、52はアンテナ本体
51を実装するための実装基板、53は実装基板52上
に形成された接地パターン、54は同じく実装基板52
上に形成された伝送線路である。そして、接地パターン
53はグランドに接続される。また、伝送線路54は給
電源Vに接続され、給電源Vはグランドに接続される。
この際、伝送線路54は特性インピーダンスが50Ωと
なるように設計されている。
【0003】このアンテナ本体51は図16に示すよう
に、アルミナ、ステアタイト等の絶縁体粉末からなる絶
縁体層(図示せず)を積層した直方体状の絶縁体55
と、銀、銀−パラジウム等からなり、絶縁体55の内部
にコイル状に形成される導体56と、フェライト粉末等
の磁性体粉末からなり、絶縁体55及びコイル状の導体
56の内部に形成される磁性体57と、絶縁体55を焼
成した後、導体56の引き出し端(図示せず)に、被
着、焼き付けされる外部接続端子58a及び58bとで
構成されている。すなわち、アンテナ本体51は、磁性
体57にコイル状の導体56を巻回し、絶縁体55で封
入した構成になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のアンテナ装置においては、アンテナ本体の入力インピ
ーダンスと伝送線路の特性インピーダンスが異なる場合
には、アンテナ本体の外部端子と伝送線路の間、すなわ
ち実装基板上にインダクタンス素子及びキャパシタンス
素子からなるインピーダンス整合回路を設ける必要が生
じる。
【0005】しかしながら、インダクタンス素子及びキ
ャパシタンス素子がチップ部品であるため、実装基板上
に占めるインピーダンス整合回路の占有面積及び占有体
積が大きくなり、アンテナ装置が大型化し、さらには、
そのアンテナ装置を搭載する移動体通信機等が大型化す
るという問題点が生じる。
【0006】また、アンテナ本体とインピーダンス整合
回路を別々に製造して、実装基板上に実装する必要があ
るため、製造コストが高くなったり、製造期間が長くな
るという問題点も生じる。
【0007】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、実装基板上に設けるインピー
ダンス整合回路が不要となり、かつ製造コストの低減及
び製造期間の短縮が可能となるアンテナ装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明は、誘電材料及び磁性材料の少なくとも一
方からなる基体と、該基体の表面及び内部の少なくとも
一方に形成された少なくとも1つの導体と、前記基体の
表面に形成され、前記導体に電圧を印加するための少な
くとも1つの給電用端子を備えているアンテナ本体と、
前記アンテナ本体の基体の表面及び内部の少なくとも一
方に形成された少なくとも1つのインダクダンス素子及
び少なくとも1つのキャパシタンス素子からなることを
特徴とする。
【0009】本発明のアンテナ装置によれば、インダク
タンス素子及びキャパシタンス素子を、アンテナ本体の
基体の表面及び内部の少なくとも一方に設けることによ
り、アンテナ装置の入力インピーダンスを調整すること
が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図1及び図2に、本発明に係るアンテ
ナ装置の第1の実施例の斜視図及び側面図を示す。
【0011】アンテナ装置10はアンテナ本体11とイ
ンピーダンス整合回路部12からなり、アンテナ本体1
1は、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成
分とする直方体状の基体13の内部に、基体13の長手
方向に螺旋状に巻回される導体14を備える。
【0012】一方、インピーダンス整合回路部12は、
アンテナ本体11と共有している基体13の表面に、導
体14に電圧を印加するための給電用端子15を、基体
13の内部に、インダクダンス素子16及びキャパシタ
ンス素子17を備える。この際、キャパシタンス素子1
7は、基体13の内部に設けられたコンデンサ電極18
と、基体13の側面及び裏面に設けられた接地電極19
で形成される。
【0013】そして、アンテナ本体11の導体14の一
端及びインダクタンス素子16の一端はコンデンサ電極
18に接続される。また、アンテナ本体11の導体14
の他端は、基体13の内部において自由端21を形成
し、インダクタンス素子16の他端は、基体13の側面
に引き出されて給電部22を形成する。さらに、この給
電部22は、導体14に電圧を印加するために基体13
の表面に形成された給電用端子15に接続される。
【0014】また、給電用端子15は給電源Vに接続さ
れ、給電源Vはグランドに接続される。さらに、接地電
極19はグランドに接続される。
【0015】このときのアンテナ装置10の等価回路は
図3に示すようになる。すなわち、アンテナ本体11の
導体14に対して、インダクタンス素子16は直列に接
続され、キャパシタンス素子17は並列に接続される。
また、キャパシタンス素子17は、導体14とインダク
タンス素子16の接続点と、グランドとの間に接続され
る。
【0016】図4及び図5に、本発明に係るアンテナ装
置の第2の実施例の斜視図及び側面図を示す。なお、第
2の実施例中において、第1の実施例と同一もしくは同
等の部分には同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【0017】このアンテナ装置20は、第1の実施例の
アンテナ装置10と比較して、アンテナ本体11の導体
14の一端がインダクタンス素子16の一端に接続さ
れ、インダクタンス素子16の他端がコンデンサ電極1
8に接続される点で異なる。
【0018】このときのアンテナ装置20の等価回路は
図6に示すようになる。すなわち、第1の実施例と同様
に、アンテナ本体11の導体14に対して、インダクタ
ンス素子16及びキャパシタンス素子17は、それぞれ
直列あるいは並列に接続される。しかし、第1の実施例
と異なり、キャパシタンス素子17はインダクタンス素
子16と給電源Vの接続点とグランドとの間に接続され
る。
【0019】図7乃至図10にアンテナ装置の挿入損失
特性、図11乃至図14にアンテナ装置の入力インピー
ダンス特性を示す。このうち、図7、図9、図11及び
図13は、インピーダンス整合回路部を設けていないア
ンテナ装置の場合、図8及び図12は、56nHのイン
ダクタンス値を有するインダクタンス素子及び4pFの
容量値を有するキャパシタンス素子を、導体に対してそ
れぞれ直列あるいは並列に設けているアンテナ装置10
の場合、図10及び図14は、3nHのインダクタンス
値を有するインダクタンス素子及び4pFの容量値を有
するキャパシタンス素子を、導体に対してそれぞれ直列
あるいは並列に設けているアンテナ装置20の場合であ
る。
【0020】図7〜図10のアンテナ装置の挿入損失特
性の結果から、インダクタンス素子及びキャパシタンス
素子からなるインピーダンス整合回路部を、アンテナ本
体と共有する基体の内部に設けることにより、挿入損失
が小さくなり、挿入損失特性が向上していることが理解
できる。
【0021】次に、表1に、図7乃至図10から得られ
たアンテナ本体の共振周波数と、図11乃至図14から
得られたアンテナ装置の共振周波数(図中矢印1)にお
ける反射係数|Γ|を示す。この際、反射係数|Γ|
は、|(Zin−Zo)/(Zin+Zo)|で表さ
れ、Zinはアンテナ本体の入力インピーダンス、Zo
は伝送線路の特性インピーダンスである。
【0022】
【表1】
【0023】表1の結果から、インダクタンス素子及び
キャパシタンス素子からなるインピーダンス整合回路部
を、アンテナ本体と共有する基体の内部に設けることに
より、従来のインピーダンス整合回路部をアンテナ本体
ともに実装基板上に設ける場合と同様に、反射係数|Γ
|をゼロに近付ける、すなわちアンテナ本体の入力イン
ピーダンスを伝送線路の特性インピーダンスである50
Ωと整合させることが可能であることが理解できる。
【0024】例えば、アンテナ本体の入力インピーダン
スが伝送線路の特性インピーダンスより大きい場合に
は、図3に示すように、キャパシタンス素子を導体とイ
ンダクタンス素子の接続点とグランドとの間に設ければ
よい。また、アンテナ本体の入力インピーダンスが伝送
線路の特性インピーダンスより小さい場合には、図6に
示すように、キャパシタンス素子をインダクタンス素子
と給電源の接続点とグランドとの間に設ければよい。
【0025】なお、上述のアンテナ装置においては、ア
ンテナ本体の基体が酸化バリウム、酸化アルミニウム、
シリカを主成分とする誘電材料により構成される場合に
ついて説明したが、基体としてはこの誘電材料に限定さ
れるものではなく、酸化チタン、酸化ネオジウムを主成
分とする誘電材料、ニッケル、コバルト、鉄を主成分と
する磁性材料で構成してもよく、あるいは誘電材料と磁
性材料の組み合わせて構成してもよい。
【0026】また、アンテナ本体の導体が基体の長手方
向に螺旋状に巻回されている場合について説明したが、
基体の高さ方向に巻回されていてもよい。
【0027】さらに、螺旋状に巻回されたアンテナ本体
の導体の巻回軸Cと直交する巻回断面の形状が略矩形の
場合について説明したが、巻回断面の形状は少なくとも
一部に直線部を有していればよい。この場合には、巻回
軸方向及び巻回軸の垂直方向からの主偏波及び交差偏波
に対し感応するため、無指向性のアンテナ本体を得るこ
とができる。
【0028】また、アンテナ本体の導体が螺旋状に巻回
されている場合について説明したが、ミアンダ状に形成
されていてもよい。
【0029】さらに、アンテナ本体の導体をアンテナ装
置の基体の内部に設ける場合について説明したが、アン
テナ本体の基体の表面、あるいは表面及び内部の両方に
導体を設けてもよい。
【0030】また、アンテナ本体の導体が1本の場合に
ついて説明したが、2本以上形成されていてもよい。そ
の場合には、アンテナ装置として、複数の共振周波数を
有することが可能となる。
【0031】さらに、アンテナ装置の基体の形状が直方
体状である場合について説明したが、他の形状、例えば
立方体状、円柱状、角錐状、円錐状、球状等でもよい。
【0032】また、インピーダンス整合回路部のインダ
クタンス素子及びキャパシタンス素子がアンテナ装置の
基体の内部に設けられる場合について説明したが、アン
テナ装置の基体の表面、あるいは表面及び内部の両方に
設けられていてもよい。この際、キャパシタンス素子を
基体の表面に設ける例としては、基体の1つの面に並べ
て形成されたコンデンサ電極と接地電極との間で形成さ
れるものがある。
【0033】
【発明の効果】本発明のアンテナ装置によれば、インダ
クタンス素子及びキャパシタンス素子を、アンテナ本体
の基体の表面及び内部の少なくとも一方に設けることに
より、従来と同様に、共振周波数における入力インピー
ダンスを調整する、すなわち入力インピーダンスを伝送
線路のインピーダンスと整合させることできる。また、
アンテナ装置の小形化が可能となる。
【0034】さらに、アンテナ本体と同時にインダクタ
ンス素子及びキャパシタンス素子を形成することができ
るため、製造コストの低減及び製造期間の短縮も可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ装置に係る第1の実施例の斜
視図である。
【図2】図1のアンテナ装置の側面図である。
【図3】図1のアンテナ装置の等価回路図である。
【図4】本発明のアンテナ装置に係る第2の実施例の斜
視図である。
【図5】図4のアンテナ装置の側面図である。
【図6】図4のアンテナ装置の等価回路図である。
【図7】インピーダンス整合回路部を設けていない場合
のアンテナ装置の反射損失特性である。
【図8】インピーダンス整合回路部を設けている場合の
アンテナ装置の反射損失特性である。(インダクタンス
素子のインダクタンス値:56nH、キャパシタンス素
子の容量値:4pF)
【図9】インピーダンス整合回路を設けていない場合の
アンテナ装置の反射損失特性である。
【図10】インピーダンス整合回路を設けている場合の
アンテナ装置の反射損失特性である。(インダクタンス
素子のインダクタンス値:3nH、キャパシタンス素子
の容量値:4pF)
【図11】インピーダンス整合回路を設けている場合の
アンテナ装置の入力インピーダンス特性である。
【図12】インピーダンス整合回路を設けている場合の
アンテナ装置の入力インピーダンス特性である。(イン
ダクタンス素子のインダクタンス値:56nH、キャパ
シタンス素子の容量値:4pF)
【図13】インピーダンス整合回路を設けている場合の
アンテナ装置の入力インピーダンス特性である。
【図14】インピーダンス整合回路を設けている場合の
アンテナ装置の入力インピーダンス特性である。(イン
ダクタンス素子のインダクタンス値:3nH、キャパシ
タンス素子の容量値:4pF)
【図15】従来のアンテナ装置の斜視図である。
【図16】図15のアンテナ装置を構成するアンテナ本
体の側面図である。
【符号の説明】
10、20 アンテナ装置 11 アンテナ本体 13 基体 14 導体 15 給電用端子 16 インダクタンス素子 17 キャパシタンス素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴 輝久 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 (72)発明者 萬代 治文 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電材料及び磁性材料の少なくとも一方
    からなる基体と、該基体の表面及び内部の少なくとも一
    方に形成された少なくとも1つの導体と、前記基体の表
    面に形成され、前記導体に電圧を印加するための少なく
    とも1つの給電用端子を備えているアンテナ本体と、前
    記アンテナ本体の基体の表面及び内部の少なくとも一方
    に形成された少なくとも1つのインダクダンス素子及び
    少なくとも1つのキャパシタンス素子からなることを特
    徴とするアンテナ装置。
JP5316496A 1996-03-11 1996-03-11 アンテナ装置 Pending JPH09247025A (ja)

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