(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基体を有し、この誘電体基体の表面にはグランドから浮いたλ／２パッチ型放射電極が形成されると共に、該λ／２パッチ型放射電極の両側にそれぞれ間隔を介してλ／４マイクロストリップ型放射電極が形成されており、それらλ／４マイクロストリップ型放射電極は一端側をグランド短絡側と成し他端側を開放端側と成している表面実装型アンテナであって、上記λ／２パッチ型放射電極の両側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のうちの一方側および上記λ／２パッチ型放射電極にそれぞれ容量を介した電界結合によって信号を供給する給電電極が形成され、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極の開放端側はこの他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極が電界結合によって信号を供給されない間隔を有して上記給電電極から離れると共に、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極と給電電極の間よりも大きい間隔を有して上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極から離れており、少なくとも上記他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側を上記給電電極から信号が供給される上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の近傍位置まで伸長形成して上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極から上記他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極に磁界結合によって信号を供給する磁界結合給電部が設けられていることを特徴とした表面実装型アンテナ。
【請求項２】
磁界結合給電部は、一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位と、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位とが間隔を介し略平行に並設されて構成されていることを特徴とした請求項１記載の表面実装型アンテナ。
【請求項３】
一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極の開放端側はλ／２パッチ型放射電極の両側位置から給電電極が形成された誘電体基体の前側面に伸長形成されており、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側はλ／２パッチ型放射電極の両側位置から誘電体基体の後側面に伸長形成されている構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表面実装型アンテナ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の表面実装型アンテナを実装基板に搭載するアンテナの実装構造であって、上記実装基板には、グランド導体部と；このグランド導体部と間隔を介して配設され、かつ、一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位に連通接続する配線パターンと；この配線パターンと上記グランド導体部を接続するインダクタンス部と；が設けられており、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位は上記実装基板のグランド導体に連通接続され、上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位は上記実装基板の配線パターンとインダクタンス部を介して高周波的にグランド導体部に接続されている構成としたことを特徴とするアンテナの実装構造。
【請求項５】
請求項１又は請求項２又は請求項３記載の表面実装型アンテナ、あるいは、請求項４記載のアンテナの実装構造が設けられていることを特徴とした無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置と、該無線装置に内蔵される表面実装型アンテナおよびアンテナの実装構造とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１（ａ）には本発明者が提案している表面実装型アンテナの一例が斜視図により示され、図１１（ｂ）には上記図１１（ａ）に示す表面実装型アンテナの周波数特性の一例が示されている。図１１（ａ）に示す表面実装型アンテナ１は、誘電体基体２の表面にλ／２パッチ型放射電極３とλ／４マイクロストリップ型放射電極４等が形成されて、図１１（ｂ）に示すような２つの異なる周波数帯域の電波の送受信が可能なものである。
【０００３】
すなわち、図１１（ａ）に示すように、直方体状の誘電体基体２の上面２ａにはλ／２パッチ型放射電極３が形成されると共に、このλ／２パッチ型放射電極３の図の右側に間隔を介してλ／４マイクロストリップ型放射電極４が形成されている。また、誘電体基体２の側面（前側面）２ｂには給電電極５が上記λ／２パッチ型放射電極３の近傍に形成されると共に、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極４が上面２ａから伸長形成されて屈曲し、さらに、側面２ｂの上辺に沿って上記給電電極５に向けて伸長形成されている。このλ／４マイクロストリップ型放射電極４の給電端部４ａは上記給電電極５と間隔を介して配置されている。さらに、この図の例では、誘電体基体２の側面２ｂには底部側角部に固定用電極６が形成されている。
【０００４】
さらに、上記給電電極５は上記誘電体基体２の側面２ｂから底面２ｆに回り込んで形成されており、誘電体基体２の底面２ｆには上記給電電極５の形成領域を除いたほぼ全面に上記給電電極５と間隔を介してグランド電極７が形成されている。
【０００５】
さらに、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極４は上面２ａから側面（後側面）２ｄを介し底面２ｆに向けて伸長形成されて上記底面２ｆのグランド電極７に接続されている。このλ／４マイクロストリップ型放射電極４の伸長先端部４ｂは底面２ｆのグランド電極７に接続するグランド短絡端部と成している。
【０００６】
上記λ／２パッチ型放射電極３はグランドに短絡しておらず（換言すれば、グランドに浮いた状態であり）、図１１（ｂ）に示すような共振周波数ｆ１でもって共振する構成と成している。また、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極４は図１１（ｂ）に示すような上記λ／２パッチ型放射電極３の共振周波数ｆ１よりも低い共振周波数ｆ２でもって共振する構成と成している。
【０００７】
図１１（ａ）に示す表面実装型アンテナ１は上記のように構成されている。このような表面実装型アンテナ１は、例えば、無線装置に内蔵される回路基板に誘電体基体２の底面２ｆを実装面として実装される。上記回路基板には信号供給源８が形成されており、上記表面実装型アンテナ１が回路基板の設定領域に面実装されることによって、上記給電電極５が上記信号供給源８に導通接続するようになっている。
【０００８】
上記信号供給源８から給電電極５に信号が供給されると、その信号は上記給電電極５から容量を介した電界結合によって上記λ／２パッチ型放射電極３およびλ／４マイクロストリップ型放射電極４に供給され、この信号に基づいてλ／２パッチ型放射電極３やλ／４マイクロストリップ型放射電極４が共振（励振）して電波（信号）の送受信が行われることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者は、上述したようなλ／２パッチ型放射電極３およびλ／４マイクロストリップ型放射電極４を有した表面実装型アンテナ１の研究開発を進めていくうちに、上記図１１に示すような形態では次に示すような問題が発生することが分かった。
【００１０】
つまり、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極４はグランドに短絡していることから、λ／２パッチ型放射電極３に対して上記λ／４マイクロストリップ型放射電極４はグランドと等価なものとなっている。上記λ／２パッチ型放射電極３は図の左右対称な電波の指向性を持つことが望ましいが、上記のように、λ／２パッチ型放射電極３の左・右の一方側（図１１（ａ）の例では右側）のみにグランドと等価なλ／４マイクロストリップ型放射電極４が形成されることによって、そのλ／４マイクロストリップ型放射電極４を避けるようにλ／２パッチ型放射電極３の電波の指向性がずれてしまって、λ／２パッチ型放射電極３の電波の指向性が左右非対称となってしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、λ／２パッチ型放射電極の電波の指向性の対称性を良好にすることが可能である上に、λ／２パッチ型放射電極と、このλ／２パッチ型放射電極の両側にそれぞれ間隔を介して形成されるλ／４マイクロストリップ型放射電極との全ての放射電極の整合を最適化することが容易な表面実装型アンテナおよびアンテナの実装構造および無線装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明の表面実装型アンテナは、誘電体基体を有し、この誘電体基体の表面にはグランドから浮いたλ／２パッチ型放射電極が形成されると共に、該λ／２パッチ型放射電極の両側にそれぞれ間隔を介してλ／４マイクロストリップ型放射電極が形成されており、それらλ／４マイクロストリップ型放射電極は一端側をグランド短絡側と成し他端側を開放端側と成している表面実装型アンテナであって、上記λ／２パッチ型放射電極の両側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のうちの一方側および上記λ／２パッチ型放射電極にそれぞれ容量を介した電界結合によって信号を供給する給電電極が形成され、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極の開放端側はこの他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極が電界結合によって信号を供給されない間隔を有して上記給電電極から離れると共に、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極と給電電極の間よりも大きい間隔を有して上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極から離れており、少なくとも上記他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側を上記給電電極から信号が供給される上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の近傍位置まで伸長形成して上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極から上記他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極に磁界結合によって信号を供給する磁界結合給電部が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１３】
第２の発明の表面実装型アンテナは、上記第１の発明の構成を備え、磁界結合給電部は、一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位と、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位とが間隔を介し略平行に並設されて構成されていることを特徴として構成されている。
【００１４】
第３の発明の表面実装型アンテナは、上記第１又は第２の発明の構成を備え、一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極の開放端側はλ／２パッチ型放射電極の両側位置から給電電極が形成された誘電体基体の前側面に伸長形成されており、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側はλ／２パッチ型放射電極の両側位置から誘電体基体の後側面に伸長形成されている構成としたことを特徴として構成されている。
【００１５】
第４の発明のアンテナの実装構造は、上記第１又は第２の発明の表面実装型アンテナを実装基板に搭載するアンテナの実装構造であって、上記実装基板には、グランド導体部と；このグランド導体部と間隔を介して配設され、かつ、一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位に連通接続する配線パターンと；この配線パターンと上記グランド導体部を接続するインダクタンス部と；が設けられており、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位は上記実装基板のグランド導体に連通接続され、上記一方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位は上記実装基板の配線パターンとインダクタンス部を介して高周波的にグランド導体部に接続されている構成としたことを特徴としている。
【００１６】
第５の発明の無線装置は、上記第１又は第２又は第３の発明の表面実装型アンテナ、あるいは、上記第４の発明のアンテナの実装構造が設けられていることを特徴として構成されている。
【００１７】
上記構成の発明において、λ／２パッチ型放射電極の両側に間隔を介してグランドに短絡しているλ／４マイクロストリップ型放射電極を形成したので、λ／２パッチ型放射電極の電波の指向性の対称性を向上させることが可能である。また、例えば、無線装置の信号供給源から給電電極に信号が伝達されると、その信号は、給電電極から、λ／２パッチ型放射電極と、このλ／２パッチ型放射電極の両側のλ／４マイクロストリップ型放射電極のうちの一方側とに容量を介した電界結合によって供給される。また、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極には、上記給電電極から信号が供給される電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極から、磁界結合給電部を介し磁界結合によって、信号が供給される。このような信号供給によって、上記λ／２パッチ型放射電極と、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極とはそれぞれ共振して電波送受信を行う。
【００１８】
この発明では、上記のように、給電電極は、λ／２パッチ型放射電極と、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極とにのみ信号を供給する構成であり、該給電電極は、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極には信号を供給しない構成である。このため、上記磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極の整合を気にすることなく、上記λ／２パッチ型放射電極および電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極の整合だけを考慮して、給電電極を形成すればよい。このように、２つの放射電極の整合が両方共に良好となるように給電電極を形成することは、３つの放射電極の整合を全て良好となるように給電電極を形成する場合に比べて、格段に容易である。このことから、表面実装型アンテナの設計に要する時間を短縮することが可能である。また、これにより、表面実装型アンテナの仕様変更に迅速に対応することができることとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１（ａ）には無線装置に内蔵される第１実施形態例の表面実装型アンテナが実装基板に実装された状態で表され、図１（ｂ）には図１（ａ）に示す表面実装型アンテナが展開状態で示されている。なお、この第１実施形態例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２１】
この第１実施形態例に示す表面実装型アンテナ１は、λ／２パッチ型放射電極３の両側にそれぞれ間隔を介してλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２が形成されている構成を備え、図２（ａ）に示すような周波数特性を持ち、３つの異なる周波数帯域の電波（信号）の送受信が可能な構成を有している。上記λ／２パッチ型放射電極３は共振周波数ｆ１を持つように、また、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１は上記共振周波数ｆ１よりも低い共振周波数ｆ１１を持つように、さらに、λ／４マイクロストリップ型放射電極１２は上記共振周波数ｆ１１よりも低い共振周波数ｆ１２を持つように、それぞれ、形成されている。
【００２２】
この第１実施形態例に示す表面実装型アンテナ１において最も特徴的なことは、２つのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２のうちの一方側（この第１実施形態例では図１の右側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１２）のみに給電電極５から信号が供給され、他方側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１１には上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１２から磁界結合によって信号が供給される構成としたことである。
【００２３】
すなわち、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、誘電体基体２の上面２ａのほぼ中央にλ／２パッチ型放射電極３が形成されており、このλ／２パッチ型放射電極３の左右両側にそれぞれ間隔を介してλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２がλ／２パッチ型放射電極３を中心として略左右対称となる位置に配設されている。
【００２４】
上記右側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の一端側は上面２ａから側面（前側面）２ｂに伸長形成されて屈曲し、さらに、側面２ｂの上辺に沿って中央部の給電電極５に向けて伸長形成されている。このλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の伸長先端部１２ａは開放端と成し、この開放端１２ａは給電電極５と間隔を介して配置されている。つまり、この第１実施形態例では、上記右側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１２は、給電電極５から容量を介した電界結合によって信号が供給される電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と成している。
【００２５】
この電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２では、図１（ｂ）に示すように、上記開放端１２ａと反対側の端部が誘電体基体２の上面２ａから側面（後側面）２ｄを介し底面２ｆに向けて伸長形成されて該底面２ｆのグランド電極７に連通接続されている。このグランド電極７に連通接続する上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１２の端部１２ｂはグランド短絡部と成している。
【００２６】
また、λ／２パッチ型放射電極３の左側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１１はその一端側１１ａが開放端と成し、他端側が誘電体基体２の上面２ａから後側面２ｄに伸長形成されて屈曲し、さらに、後側面２ｄの上辺に沿って上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２に向けて伸長形成され、さらに、そのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の近傍位置で底面２ｆに向けて屈曲し伸長形成されて、底面２ｆのグランド電極７に連通接続されている。このグランド電極７に連通接続されている上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の端部１１ｂはグランド短絡部と成している。
【００２７】
この第１実施形態例では、図１（ｂ）に示すように、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１における高周波電流の集中する部位（つまり、グランド短絡側の部位）と、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１２における高周波電流の集中する部位（つまり、グランド短絡側の部位）とが微小な間隔を介して略平行に並設されている。このため、それらλ／４マイクロストリップ型放射電極１１のグランド短絡側の部位と、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位とは磁界結合し、磁界結合給電部１３を構成している。
【００２８】
この磁界結合給電部１３では、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１２からλ／４マイクロストリップ型放射電極１１に磁界結合によって信号が供給される構成と成し、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１は磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と成している。
【００２９】
上記のように、磁界結合給電部１３が形成されている場合には、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合は上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２間の磁界結合量によって可変設定することが可能である。その磁界結合給電部１３を構成するλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２間の磁界結合量は、例えば、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の各グランド短絡側部位の間の間隔によって可変設定することが可能である。このことから、この第１実施形態例では、例えば、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の各グランド短絡側部位の間の間隔が適宜設定されて、上記磁界結合量は、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合が予め定められている仕様条件を満たす適切な状態となる磁界結合量となっている。
【００３０】
この第１実施形態例では、給電電極５は、λ／２パッチ型放射電極３および上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２にそれぞれ容量を介した電界結合によって信号を供給する構成を備えている。この給電電極５とλ／２パッチ型放射電極３間の容量によってλ／２パッチ型放射電極３の整合を可変することができ、また、同様に、給電電極５と電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２間の容量によって電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の整合を可変することができる。このことから、この第１実施形態例では、上記λ／２パッチ型放射電極３および電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の各々の整合が予め定められた良好な状態となるためのλ／２パッチ型放射電極３と給電電極５間の容量Ｃｇ１と、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２と給電電極５間の容量Ｃｇ２とが予め求められ、この求めた容量Ｃｇ１，Ｃｇ２が得られるように、上記給電電極５は、その形状や配置位置が定められて形成されている。
【００３１】
この第１実施形態例に示す表面実装型アンテナ１は上記のように構成されている。このような表面実装型アンテナ１は、図１（ａ）に示すように、誘電体基体２の底面２ｆを実装面として、実装基板（例えば無線装置の回路基板）１５の設定の搭載領域に実装される。このように実装基板１５に実装することによって、上記給電電極５が実装基板１５に形成された配線パターン１７とスルーホール１８を介して信号供給源８に導通接続される。また、上記実装基板１５には上記配線パターン１７を避けた領域にグランドと等価なグランド導体部である接地電極１６が形成されており、上記の如く、表面実装型アンテナ１が実装基板１５の設定の搭載領域に実装されることによって、誘電体基体２の底面２ｆのグランド電極７は上記接地電極１６に接続される。これにより、上記固定用電極６と、上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２のグランド短絡部１１ｂ，１２ｂとは上記接地電極１６に接続されてグランドに短絡した状態となる。なお、表面実装型アンテナ１を実装基板１５に実装した際に、給電電極５が上記接地電極１６に短絡しないように、グランド電極７と接地電極１６の各パターン形状が設計されている。
【００３２】
上記のような実装状態で、上記信号供給源８から給電電極５に信号が供給されると、その信号は、上記給電電極５から容量を介した電界結合によって、上記λ／２パッチ型放射電極３および電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２に供給される。また、上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２から、前記磁界結合給電部１３を介して、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１に信号が供給される。このような信号供給によって、上記λ／２パッチ型放射電極３と各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２はそれぞれ励振し、前記したような３つの周波数帯域での電波の送受信を行うことが可能となる。
【００３３】
この第１実施形態例によれば、λ／２パッチ型放射電極３の両側にそれぞれグランドに短絡しているλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２を間隔を介しλ／２パッチ型放射電極３を中心にして略左右対称となる位置に配置形成したので、λ／２パッチ型放射電極３の電波の指向性に対する各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の影響がλ／２パッチ型放射電極３の左側と右側とでほぼ同程度となり、λ／２パッチ型放射電極３の電波の指向性をほぼ確実に左右対称にすることができる。
【００３４】
その上、この第１実施形態例では、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２のうちの一方側を電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極とし、他方側を磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極としたので、給電電極５から容量を介した電界結合によって信号が供給される放射電極は上記λ／２パッチ型放射電極３と電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２との２つの放射電極となる。
【００３５】
このために、給電電極５の設計時において、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合を気にせずに、それら２つの放射電極３，１２の整合が良好な状態となるように、給電電極５を設計すればよく、給電電極５の設計が、例えば給電電極５から３つの放射電極３，１１，１２に信号を供給する構成のものに比べて、格段に容易となる。これにより、給電電極５の設計に要する時間を大幅に短縮することが可能となり、仕様変更等にも迅速に対応することが可能となる。
【００３６】
また、この第１実施形態例では、上記給電電極５の形状や配置位置等によって、上記放射電極３，１２の各整合を最適化することが容易であり、さらに、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合は、上記放射電極３，１２とは独立した状態で、最適化を図ることができることから、各放射電極３，１１，１２の整合の最適化が容易である。
【００３７】
なお、この第１実施形態例では、表面実装型アンテナ１は、図２（ａ）に示すような３つの周波数帯域を有する周波数特性を持つ構成であったが、例えば、周波数帯域の広帯域化を図りたい場合には、図２（ｂ）に示すように、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２が複共振状態となるように構成して、２つの周波数帯域の電波送受信が可能となるように構成してもよい。
【００３８】
例えば、上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２のグランド短絡側部位の形状を、それぞれ、上記図１に示すような形状から図３に示すような形状に変更するだけで、上記のような複共振状態を作り出すことができる。つまり、図３に示す構成では、図１に示す構成のものに比べて、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の長さが短くなり、また、λ／４マイクロストリップ型放射電極１２の長さが長くなっている。これにより、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１の共振周波数ｆ１１は低くなる方向に可変し、λ／４マイクロストリップ型放射電極１２の共振周波数ｆ１２は高くなる方向に可変して、上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の各共振周波数が互いに近付き、図２（ｂ）に示すような複共振状態が作り出されている。なお、上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の共振周波数ｆ１１，ｆ１２の可変手法には上記以外にも様々に有り、何れの手法を採用してもよいものである。
【００３９】
また、上記第１実施形態例では、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の共振周波数ｆ１１は電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の共振周波数ｆ１２よりも高かったが、上記磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の共振周波数ｆ１１が上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２の共振周波数ｆ１２よりも低くなるように、上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２を構成してもよい。
【００４０】
上記のように、λ／２パッチ型放射電極３とλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の各共振周波数ｆ１，ｆ１１，ｆ１２はそれぞれ仕様等によって定められて、適宜設定されるものであり、表面実装型アンテナ１は、図２（ａ）に示すような周波数特性に限定されるものではなく、様々な周波数特性を採り得るものである。
【００４１】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、前記第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４２】
図４（ａ）にはこの第２実施形態例に示す表面実装型アンテナおよびそのアンテナの実装構造が表され、図４（ｂ）には図４（ａ）の点線Ｔにより囲まれた領域の拡大図が示され、さらに、図５には図４（ａ）に示す第２実施形態例の表面実装型アンテナが展開状態で示されている。
【００４３】
この第２実施形態例において特徴的なことは、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位は直接的にグランドに短絡されておらず、インダクタンス成分２０および磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１のグランド短絡側の部位を介して高周波的にグランドに接続されていることである。それ以外の構成は上記第１実施形態例と同様である。
【００４４】
つまり、この第２実施形態例では、図５に示すように、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の端部１２ｂは後側面２ｄから底面２ｆに回り込んで形成されており、底面２ｆにはグランド電極７が上記端部１２ｂを避けて形成されている。
【００４５】
また、表面実装型アンテナ１が実装する実装基板１５には、上記表面実装型アンテナ１を設定の搭載領域に実装したときに、上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の端部１２ｂと接触する部位に、配線パターン２１が形成されている。実装基板１５の接地電極１６は、上記配線パターン２１と間隔を介して形成されており、その配線パターン２１はグランドに対して浮いた状態となっている。
【００４６】
すなわち、この第２実施形態例では、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の端部１２ｂが直接的にグランドと等価な接地電極１６に短絡しないパターン形状を備えている。なお、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１に関しては、上記第１実施形態例と同様に、表面実装型アンテナ１を実装基板１５に実装することによって、グランド短絡側の端部１１ｂは接地電極１６に接続される。
【００４７】
この第２実施形態例では、図４（ａ）、（ｂ）、図５に示すように、誘電体基体２の後側面２ｄにはインダクタンス成分であるインダクタパターン（ミアンダパターン）２０が形成されており、このインダクタパターン２０によって、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１のグランド短絡側の部位と、上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位とは連通接続されている。
【００４８】
この第２実施形態例では、上記のように構成されているために、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位は、上記インダクタパターン２０と、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１のグランド短絡側の部位とを介して、高周波的にグランドに接続される。
【００４９】
この第２実施形態例によれば、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位が、上記インダクタパターン２０と、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１のグランド短絡側の部位とを介して、高周波的にグランドに接続される構成としたので、上記インダクタパターン２０のインダクタンス値を可変することによって、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２間の磁界結合量が可変してλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合状態を可変することができる。上記インダクタパターン２０のインダクタンス値の可変が容易であることから、上記磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合が取り易くなり、より一層、そのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合の最適化を図ることができることとなる。
【００５０】
なお、上記第２実施形態例では、インダクタンス成分として、インダクタパターン２０を形成したが、例えば、チップインダクタンス部品を上記インダクタパターン２０に代えて、設けてもよい。
【００５１】
以下に、第３実施形態例を説明する。図６（ａ）には、この第３実施形態例に示す表面実装型アンテナおよびそのアンテナの実装構造が表され、図６（ｂ）には図６（ａ）の点線Ｚに囲まれた領域の拡大図が示されている。なお、この第３実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５２】
この第３実施形態例において特徴的なことは、誘電体基体２上ではなく、実装基板１５上で、上記λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２の各グランド短絡側部位をインダクタンス部を介して連通接続する構成としたことである。それ以外の構成は前記各実施形態例とほぼ同様である。
【００５３】
すなわち、この第３実施形態例では、前記第２実施形態例と同様に、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の端部１２ｂは、後側面２ｄから底面２ｆに回り込んで形成されており、底面２ｆのグランド電極７は上記端部１２ｂと間隔を介して形成されている。
【００５４】
また、実装基板１５には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、前記第２実施形態例と同様の配線パターン２１が形成されている。つまり、実装基板１５には、表面実装型アンテナ１を実装基板１５に実装した際に、上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位と接触する部位に、配線パターン２１が形成されている。また、実装基板１５の接地電極１６は上記配線パターン２１と間隔を介して形成されている。
【００５５】
この第３実施形態例では、上記接地電極１６と上記配線パターン２１に跨って、インダクタンス部であるチップインダクタンス部品２２が配設されている。これにより、図６（ａ）に示すように表面実装型アンテナ１を実装基板１５の設定の搭載領域に実装した状態では、上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位は上記配線パターン２１に連通接続されて、該電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２は上記配線パターン２１とチップインダクタンス部品２２を介して高周波的にグランドに接続されることとなる。
【００５６】
この第３実施形態例によれば、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側の部位をチップインダクタンス部品２２を介してグランドに接続される構成とした。このような構成においても、前記第２実施形態例と同様に、上記チップインダクタンス部品２２のインダクタンス値を可変することによって、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２間の磁界結合量を可変することができてλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合状態を可変することができる。このことから、インダクタンス値が異なるチップインダクタンス部品２２を適宜に取り替えるだけで、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１の整合の最適化を容易に図ることができることとなる。
【００５７】
なお、上記第３実施形態例では、配線パターン２１と接地電極１６とはチップインダクタンス部品２２によって連通接続されていたが、そのチップインダクタンス部品２２に代えて、実装基板１５上に、配線パターン２１と接地電極１６を連通接続するインダクタンス部であるインダクタパターンを形成してもよい。
【００５８】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記各実施形態例では、λ／２パッチ型放射電極３は直線偏波の電波の送受信を行うものであったが、例えば、λ／２パッチ型放射電極３を図７（ａ）に示すような縮退分離する形態として、つまり、図７（ａ）に示す対角線状の共振のベクトルαとベクトルβの各長さが異なる形状として、円偏波の電波の送受信が可能な構成としてもよい。もちろん、縮退分離の形状は図７（ａ）に示す形態に限定されるものではなく、例えば、図７（ｂ）に示すような縮退分離の形態としてもよい。このように、λ／２パッチ型放射電極３の形状は適宜に設定されるものであり、上記各実施形態例に示した形状に限定されるものではない。
【００５９】
さらに、上記各実施形態例では、誘電体基体２は直方体状であったが、誘電体基体２の形状は直方体状に限定されるものではなく、様々な形状を採り得る。例えば、誘電体基体２は、図８に示すような円柱状であってもよい。この場合にも、上記各実施形態例と同様に、例えば、誘電体基体２の上面２ａのほぼ中央にλ／２パッチ型放射電極３を形成し、このλ／２パッチ型放射電極３の両側に間隔を介してλ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２がそれぞれ形成され、それらλ／４マイクロストリップ型放射電極の一方（例えば図８の右側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１２）は電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と成し、他方側（図８の左側のλ／４マイクロストリップ型放射電極１１）は磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極となるように形成される。このように形成することによって、上記各実施形態例と同様に、各放射電極３，１１，１２の整合が取り易いという効果を奏することができて、アンテナ特性の信頼性の高い表面実装型アンテナ１を提供することができる。
【００６０】
さらに、上記各実施形態例では、磁界結合給電部１３は誘電体基体２上に形成されていたが、例えば、図９に示すように、実装基板１５に、上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２のグランド短絡側部位にそれぞれ連通接続する配線パターン３０，３１を形成し、これら配線パターン３０，３１のグランド短絡側部位を間隔を介して平行に配設することで磁界結合給電部１３を実装基板１５上に形成してもよい。
【００６１】
さらに、上記第２実施形態例では、λ／４マイクロストリップ型放射電極１１のグランド短絡側部位と、λ／４マイクロストリップ型放射電極１２のグランド短絡側部位とは誘電体基体２上に形成したインダクタパターン２０によって連通接続されていたが、例えば、図１０に示すように、実装基板１５に上記各λ／４マイクロストリップ型放射電極１１，１２のグランド短絡側部位に連通接続する配線パターン３０，３１を形成し、これら配線パターン３０，３１を実装基板１５上に形成したインダクタパターン２０によって連通接続してもよい。なお、この場合、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極１１に連通接続する配線パターン３１はグランドに直接的に短絡していない構成と成している。
【００６２】
【発明の効果】
この発明によれば、λ／２パッチ型放射電極の両側に形成されたλ／４マイクロストリップ型放射電極の一方側が給電電極から容量を介した電界結合によって信号が供給される電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と成し、他方側がその電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極から磁界結合によって信号が供給される磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と成しているので、λ／２パッチ型放射電極と上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極との２つの放射電極のみに給電電極から信号が供給されることとなる。これにより、設計時において、上記磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極の整合を気にすることなく、上記λ／２パッチ型放射電極と電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極との２つの放射電極のみの整合を考慮して、給電電極を設計すればよくなる。
【００６３】
磁界結合給電部は、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位と、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位とが間隔を介して略平行に並設されて成る構成のものにあっては、簡単な構成で、電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極との良好な磁界結合を得ることができる。
【００６５】
電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極のグランド短絡側の部位は実装基板に形成された配線パターンとインダクタンス部を介して高周波的にグランドに接地されているものにあっては、上記インダクタンス部のインダクタンス値を可変するだけで、上記電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極と磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極との磁界結合量を簡単に可変することができて、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極の整合状態を可変することができるので、上記同様に、磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極の整合の最適化をより一層容易に図ることができる。
【００６６】
この発明において特徴的な構成を持つ表面実装型アンテナ、あるいは、アンテナの実装構造が設けられている無線装置にあっては、複数の放射電極の全ての整合が最適化されてアンテナ利得の良いアンテナを備えることができるので、アンテナ特性の信頼性が高い無線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例の表面実装型アンテナを示すモデル図である。
【図２】表面実装型アンテナの周波数特性の例を示すグラフである。
【図３】第１実施形態例の表面実装型アンテナの変形例を示す説明図である。
【図４】第２実施形態例の表面実装型アンテナおよびアンテナの実装構造を示すモデル図である。
【図５】図４に示す表面実装型アンテナの展開図である。
【図６】第３実施形態例の表面実装型アンテナおよびアンテナの実装構造を示す説明図である。
【図７】λ／２パッチ型放射電極のその他の形態例を示す説明図である。
【図８】誘電体基体のその他の形態例を示す説明図である。
【図９】その他の実施形態例を示す説明図である。
【図１０】さらに、その他の実施形態例を示す説明図である。
【図１１】λ／２パッチ型放射電極とλ／４マイクロストリップ型放射電極を備えた表面実装型アンテナの従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  表面実装型アンテナ
２  誘電体基体
３  λ／２パッチ型放射電極
５  給電電極
１１  磁界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極
１２  電界結合給電タイプのλ／４マイクロストリップ型放射電極
１３  磁界結合給電部
１５  実装基板
１６  接地電極
２０  インダクタパターン
２１  配線パターン
２２  チップインダクタンス部品
２５  無線装置
【図１】
0003554972.tif 000002
【図２】
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【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】
0003554972.tif 000009
【図９】
0003554972.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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