(57)【要約】【課題】周波数帯域幅を拡張するアンテナとそれを備えた電子装置及びアンテナの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のアンテナは、予め設定された透磁率または誘電率を有し、エアキャビティを有する焼結体ブロックと、焼結体ブロックの表面に形成されたアンテナパターンと、を備える。本発明の電子装置は、アンテナを有し、アンテナを通じて外部装置と通信を行う通信インターフェース部を備える。本発明のアンテナの製造方法は、高誘電率または高透磁率の焼結体パウダーを用いて、エアキャビティを有する焼結体ブロックに成形するステップと、焼結体ブロックの表面にアンテナパターンを形成するステップと、アンテナパターンが形成された焼結体ブロックを焼成するステップと、を有する。【選択図】図１
2014123944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された透磁率または予め設定された誘電率を有し、エアキャビティ（ａｉｒ  ｃａｖｉｔｙ）を有する焼結体ブロック（ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｂｏｄｙ  ｂｌｏｃｋ）と、
前記焼結体ブロックの表面に形成されたアンテナパターンと、を備えることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記エアキャビティは、前記焼結体ブロックの一面から該一面に対向する他面に貫通することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記エアキャビティは、前記一面の中央に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記一面に隣接する他面に位置して前記アンテナ素子に給電する給電部を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記アンテナパターンは、少なくとも１回曲折されることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面及び該一面に隣接する他面に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記アンテナパターンは、
前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置される第１アンテナパターンと、
前記第１アンテナパターンに接続されて前記一面に隣接する他面に配置される第２アンテナパターンと、を含むことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１アンテナパターンは、少なくとも１回曲折されることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記焼結体ブロックは、複数のエアキャビティを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記焼結体ブロックは、前記エアキャビティに突出する突出領域を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１２】
アンテナを有し、該アンテナを通じて外部装置と通信を行う通信インターフェース部を備え、
前記アンテナは、
予め設定された透磁率または誘電率を有し、エアキャビティを有する焼結体ブロックと、
前記焼結体ブロックの表面に形成されたアンテナパターンと、を含むことを特徴とする電子装置。
【請求項１３】
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置され、
前記アンテナは、前記一面に隣接する他面に位置して前記アンテナ素子に給電する給電部を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記通信インターフェース部は、前記アンテナが配置される回路基板を含み、
前記給電部は、前記回路基板に電気的に接続されることを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
【請求項１５】
高誘電率または高透磁率の焼結体パウダーを用いて、エアキャビティを有する焼結体ブロックに成形するステップと、
前記焼結体ブロックの表面にアンテナパターンを形成するステップと、
前記アンテナパターンが形成された焼結体ブロックを焼成するステップと、を有することを特徴とするアンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナとそれを備えた電子装置及びアンテナの製造方法に関し、より詳細には、エアキャビティ（ａｉｒ  ｃａｖｉｔｙ）を有する焼結体ブロック（ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｂｏｄｙ  ｂｌｏｃｋ）を用いて周波数帯域幅を拡張するアンテナとそれを備えた電子装置及びアンテナの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の発展に伴い、移動通信用のパーソナル端末機の移動性を増大させるための小型化、及び複数の移動通信システムを可能にするマルチモード端末の多機能化の要求により、アンテナの小型化及びマルチバンド化が要求されるようになってきている。
【０００３】
最近は、小型化されたマルチバンドアンテナを実現するために、放射パッチを構造的に変形する方法又は放射構造を３次元的にデザインする方法によって、或いはＰＩＦＡ（Ｐｌａｎａｒ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ  Ａｎｔｅｎｎａ）構造のように給電方向のリアクタンスを最小化した共振構造とスリット付設による単純変形構造とを組み合わせることによって、より小型化された多様なチップアンテナ構造が導入されている。
【０００４】
しかし、小型チップアンテナは、広い平面放射体パターンを利用する平面型アンテナ（Ｐｌａｎａｒ  ａｎｔｅｎｎａ）と違って、帯域幅を確保することが困難である。具体的には、各放射体パターンの間隔が近づくにつれて、相互キャパシタンスが大きくなる。相互キャパシタンスを変更することで、共振周波数を調整することができるが、一般的にアンテナの相互キャパシタンスが大きくなると、共振周波数の帯域幅は減少する現象がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許公開第２００３−００２６１６４号明細書
【特許文献２】韓国特許公開第２００５−０１０２８６８号明細書
【特許文献３】特開第２００２−２１７６２８号公報
【特許文献４】特開第２００７−１９５１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、エアキャビティを有する焼結体ブロックを用いて周波数帯域幅を拡張するアンテナとそれを備えた電子装置及びアンテナの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるアンテナは、予め設定された透磁率または誘電率を有し、エアキャビティ（ａｉｒ  ｃａｖｉｔｙ）を有する焼結体ブロック（ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｂｏｄｙ  ｂｌｏｃｋ）と、前記焼結体ブロックの表面に形成されたアンテナパターンと、を備える。
前記エアキャビティは、前記焼結体ブロックの一面から該一面に対向する他面に貫通し得る。
前記エアキャビティは、前記一面の中央に位置し得る。
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置され得る。
前記アンテナは、前記一面に隣接する他面に位置して前記アンテナ素子に給電する給電部を更に含むことができる。
前記アンテナパターンは、少なくとも１回曲折され得る。
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面及び該一面に隣接する他面に位置し得る。
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置される第１アンテナパターンと、前記第１アンテナパターンに接続されて前記一面に隣接する他面に配置される第２アンテナパターンと、を含み得る。
前記第１アンテナパターンは、少なくとも１回曲折され得る。
前記焼結体ブロックは、複数のエアキャビティを含み得る。
前記焼結体ブロックは、前記エアキャビティに突出する突出領域を含み得る。
【０００８】
前記焼結体ブロックは、セラミック焼結体またはフェライト焼結体であり得る。
前記エアキャビティが露出する前記焼結体ブロックの各辺の厚さは、１ｍｍ以上であり得る。
前記エアキャビティが露出する前記焼結体ブロックの一辺の長さは、４．５ｍｍ以上であり得る。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるアンテナは、エアキャビティを有する焼結体ブロックと、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面及び該一面に隣接する他面に形成されたアンテナパターンと、を有する。
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に１回曲折された第１アンテナパターンと、前記他面の表面に形成されて前記第１アンテナパターンに連結される第２アンテナパターンと、を含む。
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電子装置は、アンテナを有し、該アンテナを通じて外部装置と通信を行う通信インターフェース部を備え、前記アンテナは、予め設定された透磁率または誘電率を有し、エアキャビティを有する焼結体ブロックと、前記焼結体ブロックの表面に形成されたアンテナパターンと、を含む。
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置され、前記アンテナは、前記一面に隣接する他面に位置して前記アンテナ素子に給電する給電部を更に含み得る。
前記通信インターフェース部は、前記アンテナが配置される回路基板を含み、前記給電部は、前記回路基板に電気的に接続され得る。
【００１１】
前記アンテナパターンは、前記エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面に配置される第１アンテナパターンと、前記第１アンテナパターンに接続されて前記一面に隣接する他面に配置される第２アンテナパターンと、を含み得る。
前記通信インターフェース部は、前記アンテナが配置される回路基板を含み、前記第２アンテナパターンは、前記回路基板に電気的に接続され得る。
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるアンテナの製造方法は、高誘電率または高透磁率の焼結体パウダーを用いて、エアキャビティを有する焼結体ブロックに成形するステップと、前記焼結体ブロックの表面にアンテナパターンを形成するステップと、前記アンテナパターンが形成された焼結体ブロックを焼成するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアンテナとそれを備えた電子装置及びアンテナの製造方法によれば、アンテナは、アンテナパターン間にエアキャビティが存在するため、アンテナパターン間に発生する相互干渉を最小化し、相互干渉によって帯域幅が狭くなる現象を最小化することができる。すなわち、焼結体ブロック内にエアキャビティを形成し、全体的に電流分布にばらつきを無くすことで、低周波数帯域（Ｌｏｗ  ｂａｎｄ、７００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ）で帯域幅が狭くなるような問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による電子装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるアンテナの構成を示す図である。
【図３】アンテナの幅が４．５ｍｍである場合のアンテナのサイズを説明するための図である。
【図４】アンテナの幅が３ｍｍである場合のアンテナのサイズを説明するための図である。
【図５】アンテナの幅がそれぞれ４．５ｍｍ、３ｍｍである場合の定在波比を示す図である。
【図６】（ａ）はエアキャビティを有しないアンテナの定在波比特性を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に用いたアンテナと同じサイズで、エアキャビティを有するアンテナの定在波比特性を示す図である。
【図７】図６の（ａ）及び（ｂ）の定在波比特性を一つの図面上に併せて表示した図である。
【図８】第２の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図９】第３の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図１０】第４の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図１１】第５の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図１２】第６の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図１３】第７の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図１４】第８の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。
【図１５】本実施形態によるアンテナの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による電子装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１を参照すると、本実施形態による電子装置１００は、通信インターフェース部１１０、ユーザインターフェース部１２０、保存部１３０、制御部１４０、及びアンテナ２００を含む。ここで、電子装置１００は、パソコン（ＰＣ）、ノートパソコン、タブレットＰＣ、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ）、及びスマートフォン等、アンテナを用いて外部装置と通信を行う機器である。
【００１８】
通信インターフェース部１１０は、電子装置１００を外部装置（図示せず）に接続するために設けられ、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びインターネット網を通じて外部装置に接続される形態だけでなく、アンテナ２００を用いて無線通信（例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ（登録商標）、ＷｉＢｒｏ（登録商標）、ＷｉＦｉ、ブルートゥース（登録商標）等の無線通信）方式によって接続される。
【００１９】
通信インターフェース部１１０は、アンテナ２００が配置される回路基板を含む。回路基板は、アンテナ２００のアンテナパターンまたは給電部に電気的に接続され、アンテナ２００に電磁気エネルギーを供給する。
【００２０】
ユーザインターフェース部１２０は、電子装置１００でサポートされる各種機能をユーザが設定または選択できる複数の機能キーを備え、電子装置１００がサポートする各種情報を表示する。ユーザインターフェース部１２０は、タッチスクリーン等のように、入力と出力とを同時に実行できる装置、或いはマウス及びモニタを組み合わせた装置で具現される。
【００２１】
保存部１３０は、電子装置１００の駆動のためのプログラムを保存する。具体的に、保存部１３０は、電子装置１００の駆動時に必要な各種命令語の集合であるプログラムを保存する。ここで、プログラムは、ＭＢＲ（Ｍａｓｔｅｒ  Ｂｏｏｔ  Ｒｅｃｏｒｄ）（または、ＧＰＴ：ＧＵＩＤ  Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ  Ｔａｂｌｅ）及びＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。
【００２２】
保存部１３０は、電子装置内の記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ、ハードディスク（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＤＤ）等）及び外部記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリを含むリムーバルディスク、ホストに接続された記憶媒体、ネットワークを通じたウェブサーバ等で具現される。
【００２３】
制御部１４０は、電子装置１００内の各構成要素の制御を行う。具体的に、制御部１４０は、ユーザの操作の有無、ユーザの操作経過時間等を判断し、電子装置１００の動作モードを決定する。
【００２４】
制御部１４０は、決定された動作モードに対応する動作状態を有するように、電子装置１００内の各構成要素を制御する。具体的に、電子装置１００は、通常モード、複数の省電力モード、及びオフモードを有する。ここで、通常モードは、電子装置１００内の各構成要素に電源が供給され、ユーザが要求したプロセスを進める動作モードであり、省電力モードは、電子装置１００で消費される電力を最小化するために、特定構成要素に供給される電源を遮断又は最小化する動作モードであり、オフモードは、電子装置１００が動作していない状態である。例えば、制御部１４０は、省電力モード時にアンテナ２００に供給される電源を遮断する。
【００２５】
制御部１４０は、ブート（起動）命令が入力されると、保存部１３０に保存されたＯＳを起動する。制御部１４０は、ＯＳの起動後にユーザインターフェース部１２０を介して入力されたユーザ命令に対応する機能を遂行する。
【００２６】
本実施形態による電子装置１００は、後述のアンテナを用いて外部装置と通信を行うため、電子装置１００を小型化することができるだけでなく、効率的な通信が可能である。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態によるアンテナの構成を示す図である。
【００２８】
図２を参照すると、本実施形態によるアンテナ２００は、焼結体ブロック２１０及びアンテナパターン２３０を含む。このようなアンテナ２００は、チップ実装のためにチップ形態で具現されるチップアンテナ（または、バルク型アンテナ）である。
【００２９】
焼結体ブロック２１０は、予め設定された透磁率または予め設定された誘電率を有する。具体的に、焼結体ブロック２１０は、セラミック焼結体またはフェライト焼結体で具現される。本実施形態では、セラミック焼結体またはフェライト焼結体を利用するものとして説明しているが、高透磁率または高誘電率を有する素子ならば、焼結体ブロックとして使用することができ、高透磁率または高誘電率を同時に有する焼結体を利用することもできる。ここで、予め設定された誘電率とは、誘電率（Ｅｒ）が１０以上の場合を意味し、予め設定された透磁率とは、誘電率（Ｅｒ）が１０以上で、かつ透磁率（Ｍｒ）が５以上である場合を意味する。
【００３０】
焼結体ブロック２１０は、六面体で形成される。具体的に、焼結体ブロック２１０は、横の長さが２５ｍｍ、縦の長さが４．５ｍｍ、高さが２．５ｍｍの寸法を有する形態で形成される。エアキャビティが露出する焼結体ブロックの一辺の長さは４．５ｍｍ以上であることが望ましく、エアキャビティが露出する焼結体ブロックの各辺の厚さは１ｍｍ以上であることが望ましい。その理由については、図３〜図５を参照して後述する。一方、この数値は、セラミック焼結体またはフェライト焼結体を用いる場合の数値であるため、他の焼結体を利用する場合、その数値は当該焼結体に適応するように変更される。
【００３１】
以下、説明の便宜のために、六面体の焼結体ブロックの最も長い辺を長さと称し、最も短い辺を高さと称し、最も長い辺及び最も短い辺以外の辺を幅と称する。一方、本実施形態では、焼結体ブロック２１０を六面体に形成しているが、六面体以外の別の多面体に形成し得る。
【００３２】
ここで、エアキャビティとは、焼結体ブロック上に形成されたアンテナパターン間に形成される空き空間である。本実施形態によるエアキャビティは、図２に示すように、焼結体ブロックの中央部分に配置されるか、または後述する図８に示すように、焼結体ブロックの周縁領域に配置される。エアキャビティの具体的な機能及び効果については、後述する。
【００３３】
焼結体ブロック２１０は、エアキャビティ２２０（または、エアギャップ）を有する。ここで、エアキャビティは、焼結体ブロック内の空き空間として、空間焼結体ブロック２１０の表面に形成されるアンテナパターン間に発生する相互干渉を最小化するため、焼結体ブロック２１０の一面から対向する他面に貫通する形態で具現される。エアキャビティ２２０の特性については、図６及び図７を参照して後述する。図示したエアキャビティ２２０は、長さが２３ｍｍ、幅が２．５ｍｍ、高さが焼結体ブロック２１０の高さと同じ２．５ｍｍである。このようなエアキャビティ２２０は、幅が少なくとも２．５ｍｍ以上であることが望ましいが、その理由については図３〜図５を参照して後述する。
【００３４】
図２では、エアキャビティ２２０が焼結体ブロック２１０の一面の中央部分で貫通した形態を示しているが、エアキャビティ２２０は、図８に示すように、焼結体ブロックの周縁領域に形成されてもよい。なお、本実施形態では、焼結体ブロック２１０に１つのエアキャビティのみが形成されているが、後述する図１２〜図１４に示すように、焼結体ブロックに複数のエアキャビティが形成され得る。なお、図示した例では、エアキャビティが焼結体ブロックに貫通する形態で具現されているが、貫通していない陥没型で具現され得る。
【００３５】
焼結体ブロック２１０は、エアキャビティ内に突出した突出領域を含む。具体的には、焼結体ブロック２１０の突出領域の突出サイズを調整して、焼結体ブロック２１０の誘電率及び透磁率を調整する。
【００３６】
アンテナパターン２３０は、焼結体ブロック２１０の表面に形成される。アンテナパターン２３０は電磁気波を放射する役割を担う。ここで、アンテナパターン２３０の長さは、帯域周波数のλ／４である。ここで、λとは、波長である。アンテナパターン２３０の幅は、少なくとも０．６ｍｍ以上である。
【００３７】
アンテナパターン２３０は、焼結体ブロック２１０の表面に多様な形態で配置される。具体的に、アンテナパターン２３０は、エアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面、或いはエアキャビティが存在する焼結体ブロックの一面及び一面に隣接する他面に配置される。例えば、図２に示すように、焼結体ブロック２１０の２つの面にアンテナパターン２３０が形成される場合、アンテナパターン２３０は、エアキャビティ２２０が存在する焼結体ブロックの一面に配置される第１アンテナパターン、及び第１アンテナパターンに接続されて一面に隣接する他面に配置される第２アンテナパターンで構成される。図示した例では、２つの面にアンテナパターンが形成されるが、アンテナパターン２３０は、図８〜図１４に示すように、一面に形成されるだけでなく、３つの面またはそれ以上の面に形成され得る。
【００３８】
本実施形態によるアンテナ２００は、アンテナパターン２３０間にエアキャビティが存在するため、アンテナパターン２３０間に発生する相互干渉を最小化し、相互干渉によって帯域幅が狭くなる現象を最小化することができる。すなわち、焼結体ブロック２１０内にエアキャビティを形成し、全体的に電流分布のばらつきを無くすことで、低周波数帯域（Ｌｏｗ  ｂａｎｄ、７００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ）で帯域幅が狭くなる問題を解決することができる。
【００３９】
図３〜図５は、アンテナの幅に応じた性能を説明するための図である。具体的に、図３は、アンテナの幅（図で、上下方向の長さ）が４．５ｍｍである場合のアンテナのサイズを説明するための図であり、図４は、アンテナの幅が３ｍｍである場合のアンテナのサイズを説明するための図であり、図５は、アンテナの幅がそれぞれ４．５ｍｍ、３ｍｍである場合の定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｒａｔｉｏ）を示す図である。
【００４０】
焼結体ブロックにアンテナパターンを形成するために、エアキャビティが存在する一面における周縁領域は、少なくとも１ｍｍ以上の厚さを有しなければならない。
【００４１】
図３に示すように、アンテナの幅が４．５ｍｍ以上である場合に、エアキャビティを２３ｍｍ×２．５ｍｍ×２．５ｍｍのサイズで形成する。しかし、図４に示すように、アンテナの幅が３ｍｍである場合、エアキャビティの幅を１ｍｍ程度でしか形成することができなくなる。この場合、図５に示すように、エアキャビティの幅が狭いため、アンテナの帯域幅を効果的に拡張することができない。従って、アンテナの幅は少なくとも４．５ｍｍ以上で形成することが望ましい。
【００４２】
図６及び図７は、第１の実施形態によるアンテナの性能を説明するための図である。
【００４３】
焼結体ブロック２１０を構成する物質の誘電率及び透磁率が増加するにつれ、以下の数式１に示すように波長は短くなる。すなわち、同一の波長を実現する場合、誘電率及び透磁率の高い物質を使うことで、焼結体ブロックのサイズを減らすことができる効果がある。
【００４４】
【数１】
2014123944.tif 000003
【００４５】
ここで、λは波長、ｖは伝搬速度、ｆは周波数、Ｃ０は静電容量、μｒは比透磁率、εｒは比誘電率、λ０は自由空間波長である。
【００４６】
一方、焼結体ブロック２１０を構成する物質が高誘電率であるほど、帯域幅は減少する。そのため、アンテナパターンの幅を増加しなければならないが、その場合、アンテナのサイズが増加する。しかし、本実施形態では、アンテナパターンの幅を増加する代わりに、エアキャビティを焼結体ブロックに形成することで、同等の高誘電率及び高透磁率を有するようにすることができ、以下の数式２に示すように、帯域幅を増加させることができ、広帯域に有利になるだけでなく、アンテナ放射効率を向上させることができる。
【００４７】
【数２】
2014123944.tif 000004
【００４８】
ここで、ＢＷは帯域幅、μｒは比透磁率、εｒは比誘電率、λ０は自由空間波長である。
【００４９】
以下の表１は、材料の特性による帯域幅の差を示す図である。
【００５０】
【表１】
2014123944.tif 000005
【００５１】
以下の表２は、焼結体ブロック内のエアキャビティの形状に応じたキャパシタンスの変化度合いを示す表である。
【００５２】
【表２】
2014123944.tif 000006
【００５３】
表２を参照すると、焼結体ブロック内のエアキャビティの形状及び数を調整し、焼結体ブロックの誘電率及び透磁率を調整することができることが判る。
【００５４】
以下、図６及び図７を参照して、本実施形態によるアンテナの性能を説明する。具体的に、図６の（ａ）は、エアキャビティを有しないアンテナの定在波比特性を示す図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に用いたアンテナと同じサイズで、エアキャビティを有するアンテナの定在波比特性を示す図である。図７は、図６の（ａ）及び（ｂ）の定在波比特性を１つの図面上に併せて表示した図である。図６、７において、縦軸は定在波比（ＶＳＷＲ）を示し、横軸は周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ［ＭＨｚ］）を示す。上記の実験で使用したアンテナ焼結体のサイズは共に２２ｍｍ×４．５ｍｍ×２．５ｍｍである。
【００５５】
図６及び図７を参照すると、低周波数帯域の周波数領域で、定在波比３における、従来のエアキャビティのないアンテナの帯域幅は３５ＭＨｚであるのに対し、エアキャビティを備えたアンテナの帯域幅は８５ＭＨｚであり、約１４０％帯域幅が向上していることが判る。これは、上述のように、アンテナパターンの間にエアキャビティを形成し、全体的に電流分布のばらつきを無くすことで、低周波帯域で拡張された帯域幅を有するアンテナが実現できることを示す。図６の数値を表にまとめると、以下の表３に示す通りである。
【００５６】
【表３】
2014123944.tif 000007
【００５７】
図２〜図７の説明において、アンテナパターンが２つの面に形成される例を示したが、アンテナパターンは焼結体ブロックの１つの面に対してのみ形成され得る。それについては、図８〜図１１を参照して、以下で説明する。一方、上述の実施形態では、焼結体ブロックに１つのエアキャビティが備えられるものとして説明しているが、焼結体ブロックは、複数のエアキャビティを備えることができる。それについては、図１２〜図１４を参照して後述する。
【００５８】
図８は、第２の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図８は、エアキャビティが焼結体ブロックの周縁に形成される場合の実施形態を説明するための図である。
【００５９】
図８を参照すると、第２の実施形態によるアンテナは、焼結体ブロック３１０、アンテナパターン３３０、及び給電部３４０で構成される。
【００６０】
焼結体ブロック３１０は、エアキャビティのない場合に直方体形状であり、焼結体ブロックの周縁を貫通する形態で形成されるエアキャビティ３２０を有することで、図８に示すように、「Ｕ」字状に構成される。この場合でも、焼結体ブロックのエアキャビティが存在する各辺の厚さは１ｍｍ以上である。
【００６１】
アンテナパターン３３０は、エアキャビティ３２０が存在する一面に形成され、少なくとも０．６ｍｍ以上の幅の２回曲折された形態に形成される。
【００６２】
給電部３４０は、アンテナパターン３３０が形成された一面に隣接する他面に位置し、アンテナパターン３３０に給電を行う。給電部３４０は、アンテナパターン３３０と同一の材料で形成される。
【００６３】
図９は、第３の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図９は、エアキャビティが焼結体ブロックの中央部分を貫通する形態で存在する場合の実施形態を説明するための図である。
【００６４】
図９を参照すると、第３の実施形態によるアンテナは、焼結体ブロック４１０、アンテナパターン４３０、及び給電部４４０で構成される。第３の実施形態によるアンテナの焼結体ブロック４１０は、その形状が図２と同様であるため、焼結体ブロックに対する説明は省略する。
【００６５】
アンテナパターン４３０は、焼結体ブロック４１０のエアキャビティ４２０が存在する一面に形成され、エアキャビティ４２０を中心に外郭に１回曲折された形態で形成される。
【００６６】
給電部４４０は、アンテナパターン４３０が形成された一面に隣接する他面に位置し、アンテナパターン４３０に給電を行う。給電部４４０は、アンテナパターン４３０と同一の材料で形成される。
【００６７】
図１０は、第４の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図１０は、エアキャビティが焼結体ブロックの中央部分を貫通する形態で存在する場合の実施形態を説明するための図である。
【００６８】
図１０を参照すると、第４の実施形態によるアンテナは、焼結体ブロック４１０、アンテナパターン４３０’、及び給電部４４０で構成される。第４の実施形態によるアンテナの焼結体ブロック４１０は、その形状が図２と同様であるため、焼結体ブロックに対する説明は省略する。
【００６９】
アンテナパターン４３０’は、焼結体ブロック４１０のエアキャビティ４２０が存在する一面に形成され、エアキャビティ４２０を中心に外郭に２回曲折された「Ｕ」字状に形成される。
【００７０】
給電部４４０は、アンテナパターン４３０’が形成された一面に隣接する他面に位置し、アンテナパターン４３０’に給電を行う。給電部４４０は、アンテナパターン４３０’と同一の材料で形成される。
【００７１】
図１１は、第５の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図１１は、焼結体ブロックに突起領域が存在する場合の実施形態を説明するための図である。
【００７２】
図１１を参照すると、第５の実施形態によるアンテナは、焼結体ブロック４１０’、アンテナパターン４３０’、及び給電部４４０で構成される。第５の実施形態によるアンテナは、焼結体ブロック４１０’の形状を除いては、第４の実施形態と同様であるため、アンテナパターン４３０’及び給電部４４０に対する説明は省略する。
【００７３】
焼結体ブロック４１０’は、突出領域を含む。突出領域は、エアキャビティ４２０が存在する領域として、焼結体ブロック４１０’が突出する領域である。突出領域の長さまたは幅を調整することで、焼結体ブロック４１０’の誘電率及び／又は透磁率を調整することができる。
【００７４】
図１２は、第６の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図１２は、複数のエアキャビティが焼結体ブロックに備えられる場合の実施形態を説明するための図である。
【００７５】
図１２を参照すると、第６の実施形態によるアンテナは、焼結体ブロック５１０、アンテナパターン５３０、及び給電部５４０を含む。
【００７６】
焼結体ブロック５１０は、複数のエアキャビティ５２１、５２２を含む。第１エアキャビティ５２１及び第２エアキャビティ５２２は、焼結体ブロック５１０の一面から、一面に対向する他面に向かって貫通した形態を有する。
【００７７】
アンテナバターン５３０は、焼結体ブロック５１０のエアキャビティ５２０が存在する一面に形成され、エアキャビティ５２０を中心に外郭に２回曲折された「Ｕ」字状に形成される。
【００７８】
給電部５４０は、アンテナパターン５３０が形成された一面に隣接する他面に位置し、アンテナパターン５３０に給電を行う。給電部５４０は、アンテナパターン５３０と同一の材料で形成される。
【００７９】
図１３は、第７の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図１３は、複数のエアキャビティが焼結体ブロックに備えられる場合の実施形態を説明するための図である。
【００８０】
第７の実施形態によるアンテナの焼結体ブロック５１０及びエアキャビティ５２０は、その形状が図１２と同様であるため、焼結体ブロック５１０及びエアキャビティ５２０についての説明は省略する。
【００８１】
アンテナパターン５３０’は、焼結体ブロック５１０のエアキャビティ５２０が存在する一面に形成され、エアキャビティ５２０を中心に外郭に２回曲折された「Ｚ」字状に形成される。
【００８２】
給電部５４０は、アンテナパターン５３０’が形成された一面に隣接する他面に位置し、アンテナパターン５３０’に給電を行う。給電部５４０は、アンテナパターン５３０’と同一の材料で形成される。
【００８３】
図１４は、第８の実施形態によるアンテナの構造を説明するための図である。具体的に、図１４は、複数のエアキャビティが焼結体ブロックに備えられる場合の実施形態を説明するための図である。
【００８４】
第８の実施形態によるアンテナの焼結体ブロック５１０及びエアキャビティ５２０は、その形状が図１２と同様であるため、焼結体ブロック５１０及びエアキャビティ５２０に対する説明は省略する。
【００８５】
アンテナパターン５３０”は、焼結体ブロック５１０のエアキャビティが存在する一面に形成され、エアキャビティ５２０を中心に外郭に４回曲折された「Ｚ」字状に形成される。
給電部５４０は、アンテナパターン５３０”が形成された一面に隣接する他面に位置し、アンテナパターン５３０”に給電を行う。給電部５４０は、アンテナパターン５３０”と同一の材料で形成される。
【００８６】
図１５は、本実施形態によるアンテナの製造方法を示すフローチャートである。
【００８７】
図１５を参照すると、焼結体パウダーを用いてエアキャビティを有する焼結体ブロックを成形する（ステップＳ１５１０）。図２、図８、図９、図１２に示す焼結体ブロックの形状を有するように、セラミックまたはフェライトパウダーの原料パウダーを所定の金型を用いてプレス加工を経てブロックに形成し、形成されたブロックに一定以上の温度で焼結作業を行い、予め設定された誘電率または予め設定された透磁率を有する焼結体ブロックを形成する。
【００８８】
次に、焼結体ブロック上にアンテナパターンを形成する（ステップＳ１５２０）。焼結体ブロック上に、図２、図８〜図１４に示すアンテナパターン形状または他のアンテナパターン形状になるように、シルバーペースト等の導電性物質を蒸着（または印刷）する。
【００８９】
そして、アンテナパターンが形成された焼結体ブロックを焼成する（ステップＳ１５３０）。具体的に、予め設定されたアンテナパターンが形成された焼結体ブロックを加熱し、図２、及び図８〜図１４に示すようなアンテナを形成する。
【００９０】
このように、本実施形態によるアンテナの製造方法は、従来のアンテナ製造工程において、焼結体ブロックを作る金型のみを変更してアンテナを製造することができるため、手軽に性能が向上したアンテナを形成することができる。また、アンテナパターンを焼結体ブロック表面上に印刷する方式でアンテナを形成するため、工程の単純化及びそれによる原価削減が可能となる。
【００９１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１００    電子装置
１１０    通信インターフェース部
１２０    ユーザインターフェース部
１３０    保存部
１４０    制御部
２００    アンテナ
２１０、３１０、４１０、４１０’、５１０    焼結体ブロック
２２０、３２０、４２０、５２０、５２１、５２２    エアキャビティ
２３０、３３０、４３０、４３０’、５３０、５３０’、５３０”    アンテナパターン
３４０、４４０、５４０    給電部
【図１】
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【図２】
2014123944.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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