(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板の表面の一部に形成されたアース電極と、
前記誘電体基板の表面の一部に形成された外部回路接続端子と、
前記誘電体基板に形成されたアンテナと、
前記誘電体基板の内部に形成されたフィルタ部とを有し、
前記フィルタ部は、前記アース電極に接続され、かつ、前記アンテナと重ならない位置に形成された内層アース電極と、前記外部回路接続端子に接続される出力用電極と、前記内層アース電極と重なる位置に形成され、かつ、一端が前記アース電極に接続され、他端が開放端とされた入力端側共振電極と、前記内層アース電極と重なる位置に形成され、かつ、一端が前記アース電極に接続され、他端が開放端とされた出力端側共振電極と、前記入力端側共振電極から延びる入力用電極とを有し、
前記アンテナと前記入力用電極とがスルーホールを介して電気的に接続されて前記アンテナと前記入力端側共振電極が短絡され、さらに、前記出力端側共振電極と前記出力用電極とが容量を介して互いに結合されることで、ノイズ電流の除去機能が構成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【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、一層詳細には、フィルタ部においてサージ電流等のノイズ電流を外部へ除去することが可能なアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話等の高周波無線機には、信号を受信するアンテナを有するアンテナ装置と、該アンテナ装置により受信された信号から不要な信号を除去するフィルタ部を有するフィルタ装置とが搭載されている。
【０００３】
ところで、近年では、高周波無線機の軽量小型化が要望されており、これを達成するために、アンテナ装置やフィルタ装置等を小型化することが要望されている。このような観点から、アンテナとフィルタ部とを具備するアンテナ装置が提案されている（例えば、特開平９−９３０１５号公報参照）。このようなアンテナ装置は、信号の受信および不要な信号の除去を行うことが可能であり、したがって、高周波無線機にフィルタ装置を搭載することが不要となるからである。しかも、アンテナ装置とフィルタ装置との間のマッチング調整が不要であるので、高周波無線機の生産効率を向上することができるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようなアンテナ装置は、サージ電流等のノイズ電流を外部へと除去する回路を有していない。このため、例えば、静電気がアンテナ付近で発生することにより該アンテナ装置内をサージ電流が流れると、このサージ電流は外部へ除去されることがないので、該アンテナ装置に接続された集積回路（ＩＣ）等の電子回路へと流れる。このような場合、該電子回路の損傷を招くことがある。
【０００５】
サージ電流が電子回路に流れることを回避するためには、アンテナ装置と電子回路との間に保護回路を介装すればよい。しかしながら、この場合、高周波無線機の実装基板に保護回路を搭載するためのスペースが必要となるので、高周波無線機を小型化することができなくなる。また、保護回路の搭載は、必然的に高周波無線機の重量増加を招き、結局、高周波無線機を軽量化することができない。
【０００６】
このような不具合が存在するにも関わらず、アンテナとフィルタ部とを有するアンテナ装置におけるノイズ電流対策、すなわち、ノイズ電流の除去回路を構築するという提案はこれまでのところなされていない。
【０００７】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ノイズ電流をフィルタ部から外部へと除去することが可能であり、このため、電子回路の損傷を招くことがなく、かつ保護回路の搭載を必要としない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】
本発明に係るアンテナ装置は、誘電体基板と、前記誘電体基板の表面の一部に形成されたアース電極と、前記誘電体基板の表面の一部に形成された外部回路接続端子と、前記誘電体基板に形成されたアンテナと、前記誘電体基板の内部に形成されたフィルタ部とを有し、前記フィルタ部は、前記アース電極に接続され、かつ、前記アンテナと重ならない位置に形成された内層アース電極と、前記外部回路接続端子に接続される出力用電極と、前記内層アース電極と重なる位置に形成され、かつ、一端が前記アース電極に接続され、他端が開放端とされた入力端側共振電極と、前記内層アース電極と重なる位置に形成され、かつ、一端が前記アース電極に接続され、他端が開放端とされた出力端側共振電極と、前記入力端側共振電極から延びる入力用電極とを有し、前記アンテナと前記入力用電極とがスルーホールを介して電気的に接続されて前記アンテナと前記入力端側共振電極が短絡され、さらに、前記出力端側共振電極と前記出力用電極とが容量を介して互いに結合されることで、ノイズ電流の除去機能が構成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすることにより、サージ電流等のノイズ電流は、入力端側共振電極に短絡されたアース電極を介して外部へと除去される。
【００１０】
この場合、前記出力端側共振電極と前記出力用電極とを容量を介して互いに結合させることが好ましい。前記アース電極および該アース電極に一端部が短絡された前記出力端側共振電極を介してノイズ電流がフィルタ部へ戻った場合であっても、このノイズ電流は、出力端側共振電極と出力用電極との間に形成された容量により抑圧されるからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアンテナ装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
まず、第１の実施の形態に係るアンテナ装置の正面斜視図を図１に示し、背面斜視図を図２に示し、分解斜視図を図３に示す。図１〜図３に示されるように、このアンテナ装置１０は、９枚の誘電体層１２ａ〜１２ｉ（図３参照）が焼成により一体的に接合されて構成された誘電体基板１４と、該誘電体基板１４の上端面１４ａに形成されたアンテナ１６と、誘電体基板１４の内部に形成されたフィルタ部１８とを有し、また、誘電体基板１４の側面の一部には、第１アース電極２０、第２アース電極２２および外部回路接続端子２４が形成されている。
【００１３】
誘電体層１２ａの上面、すなわち、誘電体基板１４の上端面１４ａにミアンダライン形状に形成されたアンテナ１６は、信号を受信するためのものである。このアンテナ１６は、図３に示すように、スルーホール２６を介してフィルタ部１８の後述する入力用電極２８と電気的に接続されている。
【００１４】
フィルタ部１８は、アンテナ１６により受信された信号の中から不要な信号を除去するためのものであり、図３に示されるように、誘電体層１２ｅの上面に形成された結合調整電極３０と、誘電体層１２ｆの上面に形成された入力用電極２８、入力端側共振電極３２および出力端側共振電極３４と、誘電体層１２ｇの上面に形成された出力用電極３６とからなる。
【００１５】
このうち、入力用電極２８は、一端部が入力端側共振電極３２に接合されている。すなわち、両電極２８、３２は短絡されている。ここで、上記したようにアンテナ１６は入力用電極２８と電気的に接続されている。したがって、アンテナ１６は、結局、スルーホール２６および入力用電極２８を介して入力端側共振電極３２に短絡されている状態にある。
【００１６】
入力端側共振電極３２と出力端側共振電極３４は、互いに平行に形成されており、両者は互いに誘導結合されている。そして、各々の一端部は開放端とされ、他端部は第１アース電極２０に短絡されている（図１参照）。
【００１７】
結合調整電極３０は、入力端側共振電極３２に対向する第１対向部３０ａと出力端側共振電極３４に対向する第２対向部３０ｂとが、両者の間に形成されたリード部３０ｃにより電気的に接続されて構成されている。そして、入力端側共振電極３２と第１対向部３０ａ、出力端側共振電極３４と第２対向部３０ｂは、それぞれ、容量を介して互いに結合される。
【００１８】
出力用電極３６は、容量を介して出力端側共振電極３４と結合される。また、この出力用電極３６は、外部回路接続端子２４に電気的に接続されている（図１参照）。
【００１９】
アンテナ装置１０は、さらに、誘電体層１２ｂに形成された第１内層アース電極３８ａ、誘電体層１２ｄに形成された第２、第３内層アース電極３８ｂ、３８ｃ、誘電体層１２ｈに形成された第４、第５内層アース電極３８ｄ、３８ｅ、および、誘電体層１２ｉに形成された第６内層アース電極３８ｆを有する（図３参照）。
【００２０】
これら第１〜第６内層アース電極３８ａ〜３８ｆについて具体的に説明する。
まず、第１内層アース電極３８ａは、誘電体層１２ｂ〜１２ｅを介して入力端側共振電極３２および出力端側共振電極３４に重なっており、かつ第１アース電極２０および第２アース電極２２の両方に短絡されている（図１および図２参照）。なお、図３に示すように、第１内層アース電極３８ａはアンテナ１６と重なる位置には形成されていない。このため、アンテナ１６と入力用電極２８とが確実に電気的に接続される。
【００２１】
また、第２、第３内層アース電極３８ｂ、３８ｃは、図３に示すように、誘電体層１２ｄ、１２ｅを介して入力端側共振電極３２および出力端側共振電極３４の各開放端部にそれぞれ重なっている。同様に、第３、第４内層アース電極３８ｃ、３８ｄは、誘電体層１２ｇ、１２ｆを介して入力端側共振電極３２および出力端側共振電極３４の各開放端部にそれぞれ重なっている。そして、これら第２〜第５内層アース電極３８ｂ〜３８ｅは、第２アース電極２２に短絡されている（図２参照）。
【００２２】
そして、第６内層アース電極３８ｆは、誘電体層１２ｇ、１２ｈを介して入力端側共振電極３２および出力端側共振電極３４に重なっており（図３参照）、かつ第１アース電極２０および第２アース電極２２の両方に短絡されている（図１および図２参照）。
【００２３】
ここで、アンテナ装置１０の等価回路図を図４に示す。
【００２４】
上記したように、入力端側共振電極３２と出力端側共振電極３４とは互いに誘導結合されている。また、入力端側共振電極３２は結合調整電極３０の第１対向部３０ａと容量結合されており、かつ出力端側共振電極３４は結合調整電極３０の第２対向部３０ｂと容量結合されている。このため、電気的には、入力端側共振電極３２による共振器４０ａと出力端側共振電極３４による共振器４０ｂとの間にインダクタンスＬが挿入され、かつ合成容量Ｃが形成された状態と等価である。すなわち、共振器４０ａ、４０ｂ間には、インダクタンスＬと容量ＣによるＬＣ並列共振回路が接続されているとみなせる。
【００２５】
また、入力端側共振電極３２と該入力端側共振電極３２の開放端部に重なる第２、第４内層アース電極３８ｂ、３８ｄとの間にはそれぞれ容量が形成される。図４中のＣ１は、これらの合成容量を表す。同様に、図４中のＣ２は、出力端側共振電極３４と該出力端側共振電極３４の開放端部に重なる第３、第５内層アース電極３８ｃ、３８ｅとの間にそれぞれ形成された容量の合成容量を表す。これら容量Ｃ１、Ｃ２は、等価回路図上、一端が接地されているものとみなせる。
【００２６】
また、上記したように、出力端側共振電極３４と出力用電極３６とは容量を介して互いに結合されている。したがって、この容量をＣ３とすれば、該容量Ｃ３は出力端側共振電極３４と出力用電極３６との間に介在する。
【００２７】
そして、入力端側共振電極３２および出力端側共振電極３４の一端部は、第１アース電極２０に短絡されているので、等価回路図上では、共振器４０ａ、４０ｂの一端は接地されているとみなせる。
【００２８】
このように構成されたアンテナ装置１０が高周波無線機の実装基板上に設置された際、ノイズ電流は以下のようにして該アンテナ装置１０の外部へと除去される。
【００２９】
まず、アンテナ１６により受信されたノイズ電流は、スルーホール２６を介して入力用電極２８に到達する。この入力用電極２８の一端部は入力端側共振電極３２に接合されているので、ノイズ電流は、さらに該入力端側共振電極３２に流れる。
【００３０】
ここで、入力端側共振電極３２の一端部は、上記したように第１アース電極２０に短絡されている。このため、ノイズ電流は第１アース電極２０へと流れる。
【００３１】
高周波無線機の実装基板にもまたアース電極が設置されており、第１アース電極２０はこのアース電極に短絡されている。したがって、ノイズ電流は、実装基板に設置されたアース電極に流れる。すなわち、ノイズ電流はアンテナ装置１０の外部へと除去されるに至り、入力端側共振電極３２から出力端側共振電極３４にノイズ電流が流れることが回避される。
【００３２】
ここで、第１アース電極２０には出力端側共振電極３４の一端部も短絡されていることから、第１アース電極２０まで流れたノイズ電流の一部は、該第１アース電極２０を介して出力端側共振電極３４へ流れる可能性も否定できない。
【００３３】
しかしながら、アンテナ装置１０においては、出力端側共振電極３４と出力用電極３６との間には容量Ｃ３が介在している。ノイズ電流は、通常、直流または低周波交流であり、したがって、容量Ｃ３により除去（捕捉）される。すなわち、ノイズ電流が出力用電極３６に流れることがない。
【００３４】
このように、容量を介して出力端側共振電極３４と出力用電極３６とを互いに結合することにより、アンテナ装置１０に接続される電子回路へのノイズ電流の流入をより効果的に回避することができる。
【００３５】
本発明に係るアンテナ装置の好適な実施の形態としては、上記したアンテナ装置１０の他、入力端側共振電極３２と出力端側共振電極３４との間に１個以上の共振電極が介在されたアンテナ装置を例示することもできる。図５に分解斜視図を示すアンテナ装置５０をその具体例として挙げ、第２の実施の形態として説明する。なお、図１〜図４に示される構成要素に対応する構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３６】
このアンテナ装置５０においては、１０枚の誘電体層１２ａ〜１２ｊが焼成により一体的に接合されて誘電体基板５２が構成され、誘電体層１２ｆの上面には、入力端側共振電極３２、出力端側共振電極３４および両者の間に介在された１個の共振電極５４が形成されている。そして、その一端部が入力端側共振電極３２に接合された入力用電極２８は、スルーホール２６を介してアンテナ１６に電気的に接続されている。
【００３７】
この場合、第１内層アース電極３８ａは誘電体層１２ｂに形成されており、誘電体層１２ｂ〜１２ｅを介して入力端側共振電極３２、出力端側共振電極３４および共振電極５４に重なっている。また、誘電体層１２ｃに形成された第２〜第４内層アース電極３８ｂ〜３８ｄは、誘電体層１２ｃ〜１２ｅを介して入力端側共振電極３２、共振電極５４および出力端側共振電極３４の各開放端部にそれぞれ重なっている。同様に、誘電体層１２ｉに形成された第５〜第７内層アース電極３８ｅ〜３８ｇは、誘電体層１２ｆ〜１２ｈを介して上記電極３２、５４および３４の各開放端部にそれぞれ重なっている。さらに、誘電体層１２ｊに形成された第８内層アース電極３８ｈは、誘電体層１２ｇ〜１２ｉを介して入力端側共振電極３２、出力端側共振電極３４および共振電極５４に重なっている。
【００３８】
そして、誘電体層１２ｅには、共振電極５４および出力端側共振電極３４のそれぞれと互いに容量を介して結合された結合調整電極５６ａが形成されている。
一方、誘電体層１２ｇには、共振電極５４および入力端側共振電極３２のそれぞれと互いに容量を介して結合された結合調整電極５６ｂが形成されている。この誘電体層１２ｇには、出力端側共振電極３４と容量を介して結合される出力用電極３６が結合調整電極５６ｂから所定間隔離間して形成されている。すなわち、このアンテナ装置５０においては、フィルタ部５８は、入力用電極２８、入力端側共振電極３２、共振電極５４、出力端側共振電極３４、出力用電極３６および２つの結合調整電極５６ａ、５６ｂからなる。
【００３９】
アンテナ装置５０の構成は、上記の点を除いて第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０の構成と同様である。したがって、このアンテナ装置５０においても、ノイズ電流はアンテナ装置１０に準拠して外部へと除去され、または捕捉される。
【００４０】
すなわち、アンテナ１６により受信され、スルーホール２６および入力用電極２８を介して入力端側共振電極３２に到達したノイズ電流は、該入力端側共振電極３２の一端部が誘電体基板５２の外表面に形成された第１アース電極２０に短絡されているため、該第１アース電極２０へと流れる。さらに、このノイズ電流は、高周波無線機の実装基板に設置されたアース電極へと流れ、その結果、アンテナ装置５０の外部へと除去されるに至る。
【００４１】
また、ノイズ電流の一部が第１アース電極２０に短絡された出力端側共振電極３４へと流れた場合には、このノイズ電流は、出力端側共振電極３４と出力用電極３６との間に介在された容量Ｃ３によって除去（捕捉）される。このため、ノイズ電流が出力用電極３６に流れることがない。
【００４２】
総括すれば、アンテナ１６を入力端側共振電極３２に短絡することによって、ノイズ電流をアンテナ装置５０の外部へと除去することができる。また、ノイズ電流が出力端側共振電極３４を介してフィルタ部１８へ戻った場合であっても、出力端側共振電極３４と出力用電極３６との間に形成された容量Ｃ３により、このノイズ電流を抑圧することができる。
【００４３】
このように、ノイズ電流は入力端側共振電極３２および第１アース電極２０を介して外部へと除去され、また、容量Ｃ３により捕捉される。したがって、外部回路接続端子２４以降にノイズ電流が流れることが回避されるので、別体の保護回路を介装することなく、ＩＣ等の電子回路が損傷することを回避することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るアンテナ装置によれば、誘電体基板の外表面に形成されたアンテナと、前記誘電体基板の内部に形成されたフィルタ部の入力端側共振電極とが短絡されている。このため、サージ電流等のノイズ電流は、入力端側共振電極に短絡されたアース電極を介して外部へと除去される。
【００４５】
この場合、前記フィルタ部の出力端側共振電極と出力用電極とを、容量を介して互いに結合させることが好ましい。前記アース電極および該アース電極に一端部が短絡された前記出力端側共振電極を介してノイズ電流がフィルタ部に戻った場合であっても、このノイズ電流は、出力端側共振電極と出力用電極との間に形成された容量により抑圧されるからである。
【００４６】
このような構成とすることにより、アンテナ装置に接続された電子回路にノイズ電流が流れることを回避することができるので、別体の保護回路を介装することなく、該電子回路が損傷することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るアンテナ装置の正面斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の背面斜視図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置の分解斜視図である。
【図４】図１に示すアンテナ装置の等価回路図である。
【図５】第２の実施の形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１０、５０…アンテナ装置            １４、５２…誘電体基板
１６…アンテナ                      １８、５８…フィルタ部
２０、２２…アース電極              ２６…スルーホール
２８…入力用電極                    ３２…入力端側共振電極
３４…出力端側共振電極              ３６…出力用電極
４０ａ、４０ｂ…共振器              ５４…共振電極
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…容量          Ｌ…インダクタンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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