(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基体に放射電極が形成されたアンテナにおいて、
前記放射電極の第１の端部は給電端であり第２の端部は開放されていて、
前記放射電極の高次モードの最大電圧が生じる付近へ向かって前記放射電極の給電端付近の分岐点から分岐した分岐電極が前記誘電体基体に形成されていて、
前記分岐電極の前記分岐点から先端へ向かう方向と、前記放射電極の前記給電端から先端へ向かう方向とは、前記分岐電極と前記放射電極との近接部分で互いに逆向きである、アンテナ。
【請求項２】
前記分岐電極の一部と前記放射電極の開放端付近とが並行して近接した、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記誘電体基体は直方体形状をなし、前記放射電極は、前記誘電体基体の側面を経由し、上面の辺を周回するように形成され、前記分岐電極は、前記誘電体基体の上面に形成された、請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記誘電体基体に、前記放射電極と結合する無給電電極を設けた、請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のアンテナと、前記アンテナが実装される回路基板と、前記回路基板を収容する筐体とを備えた無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯域で使用されるアンテナに関し、特に誘電体基体に放射電極が形成された表面実装型のアンテナ及びそれを備えた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基体の表面に放射電極を形成して、複数の周波数帯で使用されるようにしたアンテナが特許文献１に開示されている。
図１は特許文献１に示されているアンテナの斜視図である。図１に示すように、表面実装型のアンテナ１は、直方体状の誘電体基体２と、その誘電体基体２に形成されたループ状の放射電極３及び給電電極４とを有している。給電電極４は誘電体基体２の底面２ｃから側面２ｂに形成され、その側面２ｂの横側端縁領域を通って上面２ａに向けて形成されている。放射電極３は、給電電極４から長方形状の上面２ａの各辺の近傍領域を各辺に沿ってループ状に形成されている。このループ状の放射電極３の開放端３ａは給電端部側の張り出し電極部１８に所定の間隔を介して対向配置され、開放端３ａと給電端部側の張り出し電極との間に容量が生じるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５８５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のアンテナにおいては、放射電極の開放端を給電端に対向させることによって容量形成部を設け、その容量値により高次モードの周波数を独立して制御しようとしている。そのため、高次モードの共振周波数を制御しようとすれば、容量形成部の間隔や長さを変化させなければならない。従って高次モードの周波数を制御する際に、基本モードの共振周波数も変化してしまい、周波数制御の独立性が低い。【０００５】
また、放射電極の開放端を給電端に対向させる構造であるため、開放端の配置についての自由度がない。
さらに、放射電極の開放端の位置により放射特性が大きな影響を受けるので、高次モード制御用の容量を形成することが、結果的に基本モード及び高次モード双方の放射特性を犠牲にする場合がある。【０００６】
そこで、この発明の目的は、基本モードと高次モードのそれぞれの放射特性を良好に保ったまま、高次モードの制御を行えるようにして、前述の問題を解消したアンテナ及びそれを備えた無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナは、誘電体基体に放射電極が形成され、前記放射電極の第１の端部は給電端であり第２の端部は開放されていて、前記放射電極の高次モードの最大電圧が生じる付近へ向かって前記放射電極の給電端付近の分岐点から分岐した分岐電極が前記誘電体基体に形成されたことを特徴としている。【０００８】
例えば、前記分岐電極の一部と前記放射電極の開放端付近とが並行状態で近接している。【０００９】
前記誘電体基体は例えば直方体形状をなし、前記放射電極は、前記誘電体基体の側面を経由し、上面の辺（周囲）を周回するように形成され、前記分岐電極は、前記誘電体基体の上面に形成されている。【００１０】
例えば、前記分岐電極の前記分岐点から先端へ向かう方向と、前記放射電極の前記給電端から先端へ向かう方向とは、前記分岐電極と前記放射電極との（並行）近接部分で互いに逆向きである。【００１１】
前記誘電体基体には、前記放射電極と結合する無給電電極が形成されていてもよい。【００１２】
また、本発明の無線通信装置は、上記構造のアンテナと、そのアンテナが実装される回路基板と、その回路基板を収容する筐体とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
分岐電極が高次モード制御用の容量を構成するので、高次モードを独立して制御することができ、基本モードと高次モードの制御の独立性が向上する。
また、分岐電極により高次モードを制御するため、放射電極の開放端を任意に配置でき、基本モード・高次モード共に放射特性の高い放射電極を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】特許文献１に示されているアンテナの斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るアンテナ４１及びその実装状態を示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態に係るアンテナ４２及びその実装状態を示す斜視図である。
【図４】第３の実施形態に係るアンテナ４３及びその実装状態を示す斜視図である。
【図５】第４の実施形態に係るアンテナ４４及びその実装状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１の実施形態》
図２は第１の実施形態に係るアンテナ及びその実装状態を示す斜視図である。アンテナ４１は、誘電体基体２１の表面に所定パターンの電極が形成されたものである。誘電体基体２１は、誘電体セラミックス材料、又は誘電体セラミックス粉と有機材料とのコンポジット材料が直方体形状に成形されたものである。
【００１６】
前記所定パターンの電極の一つは放射電極である。この放射電極は次に述べるように複数の放射電極部で構成されている。誘電体基体２１の一つの側面Ｓｓ１には、給電端ＦＰから上方へ延びる放射電極部２２ａと、この放射電極部２２ａにつながり、誘電体基体２１の上辺に沿って延びる放射電極部２２ｂとがそれぞれ形成されている。誘電体基体２１の上面Ｓｔには、誘電体基体２１の一つの稜で前記放射電極２２ｂと導通する（連続する）放射電極部２２ｃと、この放射電極部２２ｃから続いて誘電体基体２１の上面の辺（周囲）を周回するように、放射電極部２２ｄ，２２ｅとがそれぞれ形成されている。
【００１７】
このようにして、前記給電端ＦＰから放射電極部２２ａ，（２２ｂ＋２２ｃ），２２ｄ，２２ｅの経路で延びる電極パターンで放射電極が構成されている。この放射電極は一端が給電端ＦＰで給電され、他端が開放された放射電極として作用する。放射電極部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅで構成される放射電極の全体を以下「放射電極２２」という。
【００１８】
前記所定パターンの電極の他の一つは分岐電極である。この分岐電極は次に述べるように複数の分岐電極部で構成されている。誘電体基体２１の上面には、放射電極部２２ｃの給電端付近の分岐点ＢＰから直交方向に分岐した分岐電極部２３ａと、この分岐電極部２３ａから続いて放射電極部２２ｅと並行して近接する分岐電極部２３ｂが形成されている。分岐電極部２３ａ及び２３ｂで構成される分岐電極の全体を以下「分岐電極２３」という。
【００１９】
このようにして、放射電極２２の給電端付近の分岐点ＢＰから分岐した分岐電極２３の一部が放射電極２２の開放端付近に対して並行して近接している。この分岐電極２３は、放射電極２２のうち高次モードの最大電圧が生じる点（位置）へ向かって分岐している。
【００２０】
前記分岐電極２３の分岐点ＢＰから分岐電極２３の先端へ向かう方向と、放射電極２２の給電端ＦＰから放射電極２２の先端へ向かう方向とは、分岐電極２３と放射電極２２との並行近接部分で互いに逆向きである。すなわち互いにすれ違う方向に並行している。この構造により、並行近接部分で容量が得やすい。また、逆向きにすることで容量部を通じて流れる電流の向きが同じになり、電極上の電流分布が基本モードと高次モードの双方についてよい傾向になる。
【００２１】
回路基板３１にはグランド電極が形成されていて、回路基板３１の端部付近にアンテナ４１が実装される。回路基板３１には給電回路が設けられている。給電線路３２は給電回路の一部である。この給電線路３２にアンテナ４１の給電端が接続される。
なお、この例ではグランド電極上にアンテナ４１を実装したが、回路基板３１にグランド電極非形成領域を設けて、その領域にアンテナ４１を実装するようにしてもよい。
【００２２】
以上に示した構造により、放射電極部２２ｅと分岐電極部２３ｂとの間に容量が生じる。すなわち、放射電極２２の所定位置に容量を付加（装荷）した構造となる。
例えば基本モードは放射電極２２が１／４波長共振するモードであり、この基本モードでは放射電極２２の先端で電圧振幅最大となる電圧が分布する。高次モードは放射電極２２が例えば３／４波長共振するモードである。この高次モードでは放射電極２２の先端で電圧振幅最大となり、給電端寄りの位置にもう一つの電圧振幅最大の点（腹）が生じ、二つの電圧振幅最大の点の間に電圧振幅が最小の点（節）があるように電圧が分布する。
【００２３】
高次モードの給電端寄りの電圧振幅最大の点（腹）は基本モードの電圧振幅が小さい（少なくとも開放端付近の電圧振幅より小さい）ので、この高次モードの給電端寄りの電圧振幅最大の点（腹）に分岐電極を近接させることによって、基本モードに影響を殆ど与えることなく、高次モードの周波数を所定値に定めることができる。
【００２４】
このように、放射電極２２に対する容量装荷位置によって、高次モードを基本モードとは独立して制御できる。すなわち、利用する高次モードの最大電圧が生じる点又はその近傍に容量が装荷されることによって、その高次モードの共振周波数を低下方向に制御（設定）できる。一方、基本モードについては、高次モードに比べて、電圧振幅の小さな（電界エネルギーの集中しない）位置に容量が装荷されることになるので、基本モードの共振周波数は殆ど影響を受けない。このようにして高次モードの制御の独立性が向上する。
また、放射電極２２の開放端の位置は基本モード・高次モードともに放射特性に影響を与えるが、本発明では、放射電極２２の開放端を高次モードの制御に特に用いないので、放射電極２２の開放端を任意に配置できる。そのため、基本モード・高次モード共に放射特性の高い放射電極を構成できる。
【００２５】
なお、放射電極２２を誘電体基体２１の上面の辺（周囲）を周回するように形成し、分岐電極２３を誘電体基体２１の上面に形成したことにより、放射電極２２の主要部と分岐電極２３とが同一面に形成されることになり、両者のパターン形成精度を高く保てる。その結果、基本モードと高次モードの放射特性のばらつきを抑えることができる。
【００２６】
前記回路基板３１には、無線通信回路が構成されていて、その無線通信回路に前記アンテナ４１が接続されている。無線通信回路は例えば携帯電話端末の高周波回路部である。回路基板３１は無線通信装置の筐体内に収容されている。
【００２７】
《第２の実施形態》
図３は第２の実施形態に係るアンテナ４２及びその実装状態を示す斜視図である。第１の実施形態で図２に示したアンテナ４１と異なるのは、放射電極２２の形状である。図３に示す例では、誘電体基体２１の側面Ｓｓ１に形成されている放射電極部２２ａ，２２ｂと、誘電体基体２１の上面Ｓｔに形成されている放射電極部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆとで放射電極２２が構成されている。
【００２８】
図３の例では、分岐電極部２３ｂと並行する放射電極部２２ｅから更に延びた位置に放射電極２２の開放端が配置されている。
このように、放射電極２２の開放端は給電端ＦＰの位置に依らずに自由に配置できる。
【００２９】
《第３の実施形態》
図４は第３の実施形態に係るアンテナ４３及びその実装状態を示す斜視図である。第１の実施形態で図２に示したアンテナ４１と異なるのは、誘電体基体２１に無給電電極を更に設けた点である。
【００３０】
図４に示す例では、誘電体基体２１の側面Ｓｓ１に、接地端ＧＰから上方へ延びる無給電電極部２４ａと、この無給電電極部２４ａとつながり、放射電極部２２ｂと並行する無給電電極部２４ｂとがそれぞれ形成されている。誘電体基体２１の側面Ｓｓ２には、一端が無給電電極部２４ｂとつながり他端が開放された無給電電極部２４ｃが形成されている。無給電電極部２４ａ，２４ｂ，２４ｃで構成される無給電電極の全体を以下「無給電電極２４」という。
【００３１】
前記無給電電極２４は、放射電極部２２ｂと無給電電極部２４ｂとが並行している部分で結合し、放射電極２２とは別の（もう一つの）放射電極として作用する。そのため、放射電極２２の基本モードと高次モードによる二つの周波数帯とは別の所定の周波数帯で利得が得られる。
【００３２】
《第４の実施形態》
図５は第４の実施形態に係るアンテナ４４及びその実装状態を示す斜視図である。第１の実施形態で図２に示したアンテナ４１と異なるのは、分岐電極２３の形状である。図５に示す例では、放射電極部２２ｃの給電端付近の分岐点ＢＰから直交方向に分岐した分岐電極２３が誘電体基体２１の上面Ｓｔに形成されている。この分岐電極２３の先端と、放射電極２２のうち高次モードの最大電圧が生じる点（位置）との間に容量を生じさせている。
【００３３】
このように、分岐電極２３はその先端部でのみ放射電極２２の所定位置（放射電極部２２ｅ）に対向するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
ＢＰ…分岐点
ＦＰ…給電端
ＧＰ…接地端
Ｓｓ１，Ｓｓ２…側面
Ｓｔ…上面
２１…誘電体基体
２２…放射電極
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ…放射電極部
２３…分岐電極
２３ａ…分岐電極部
２３ｂ…分岐電極部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…無給電電極部
３１…回路基板
３２…給電線路
４１〜４４…アンテナ
【図１】
0005516716.tif 000002
【図２】
0005516716.tif 000003
【図３】
0005516716.tif 000004
【図４】
0005516716.tif 000005
【図５】
0005516716.tif 000006