(57)【要約】  【課題】  小型でアンテナ特性の良好な表面実装型アンテナを提供すること。  【解決手段】  誘電体材料または磁性体材料から成る基体２の表面および内部の少なくとも一方に放射電極３を設けて成る表面実装型アンテナ１であって、基体２は実効誘電率の異なる部分２ａ，２ｂを有するとともに、放射電極３はそれら実効誘電率の異なる部分にわたって設けられている。実効誘電率の高い部分２ｂでアンテナの小型化が可能になり、実効誘電率を高くしたことによる動作帯域の狭帯域化の問題は、実効誘電率の低い部分２ａで相殺することができるので、小型でアンテナ特性の良好な表面実装型アンテナとなる。【選択図】  図１
2006157290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体材料または磁性体材料から成る基体の表面および内部の少なくとも一方に放射電極を設けて成る表面実装型アンテナであって、前記基体は実効誘電率の異なる部分を有するとともに、前記放射電極はそれら実効誘電率の異なる部分にわたって設けられていることを特徴とする表面実装型アンテナ。
【請求項２】
前記基体は、実装面が前記実効誘電率の異なる部分で分けられていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型アンテナ。
【請求項３】
前記基体は、実装面が前記実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率が低い部分であることを特徴とする請求項１記載の表面実装型アンテナ。
【請求項４】
前記実効誘電率の異なる部分は、比誘電率の異なる材料から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面実装型アンテナ。
【請求項５】
前記実効誘電率の異なる部分は、体積の異なる部分から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面実装型アンテナ。
【請求項６】
前記実効誘電率の異なる部分は、密度の異なる材料から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面実装型アンテナ。
【請求項７】
実装基板の下面に電子部品が実装されているとともに、前記実装基板の上面に請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面実装型アンテナが、前記実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率の低い部分の実装面を前記電子部品に対向させて実装されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７記載のアンテナ装置と、それに接続された送信回路および受信回路の少なくとも１つとを具備することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の移動体通信装置をはじめとする無線通信装置に使用される小型アンテナである表面実装型アンテナおよびそれを用いたアンテナ装置ならびに無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信装置、中でも携帯電話等の移動体通信装置においては、小型化，軽量化，高機能化が急速に進められており、その構成部品の１つであるアンテナについても小型化，軽量化への対応が行なわれている。
【０００３】
このような状況から、誘電体材料や磁性体材料を使ったチップアンテナが開発され、アンテナの小型化が行なわれて来た。しかし、アンテナを単に小型化しただけでは、アンテナの電気的体積が小さくなり、それにより利得が劣化するという不具合が生じる。
【０００４】
また、移動体通信装置の小型化とは相反して、液晶のような表示部は大型化される傾向にあり、内蔵アンテナに割かれるスペースはさらに小さくなる傾向にある。そのようになるとアンテナの配置上、スペースは確保されても、アンテナと他の部品とのオーバーラップが生じ、それに伴う利得劣化が発生することとなる。また、オーバーラップを避けるようにアンテナをさらに小型化した場合には、アンテナが小さくなりすぎるため、必要充分な利得が得られないという不具合が生じることとなる。
【０００５】
そこで、小さくなったアンテナの利得改善を目的として、小型化したチップアンテナの放射電極に板金を付加導体として接続し、電気的体積を大きくした構造を有する表面実装型アンテナが開発されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００６】
図２は、特許文献１に開示されているチップアンテナ126の放射電極122に付加導体125を接続した構造を有する表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置121を示す透視斜視図である。
【０００７】
特許文献１に開示された表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置121は、利得改善の目的を達成するために、基体123上に放射電極122が形成されたチップアンテナ126において、放射電極122の一部に一端が接続された平板状の付加導体125と、放射電極122に給電する給電点124とを有し、実装基板127上に実装したものである。これによれば、誘電体の波長短縮の効果と付加導体を接続した効果とにより、アンテナ長を確保できるとともにアンテナの共振周波数を下げることができるというものであり。また、アンテナ特性において、チップアンテナの大きさを変えずに、アンテナの放射特性が大きくなるとされている。
【０００８】
また、図３は、特許文献２に開示されている、中央部分に電極除去部142ａが形成された付加導体142をチップアンテナ146に接続した表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置141を示す透視斜視図である。
【０００９】
特許文献２に開示された表面実装型アンテナ146を用いたアンテナ装置141は、基体144に放射電極として機能する付加導体142をチップアンテナ146に接続させることにより、表面実装型アンテナの特性向上を図ることができるというものである。しかしながら、付加導体142が、グランドと見なされる例えば実装基板147や電子部品148との間に不要な容量を持つことから、実際には、アンテナ特性の向上は難しいとされている。これに対しては、中央部に電極除去部142ａが形成された付加導体142を接続した構造にすると、グランドとの間の不要容量を格段に減少できて、これにより、表面実装型アンテナの特性向上がなされるとされている。
【００１０】
さらに、図４は、特許文献３に開示されているアンテナ装置161を示す透視斜視図である。
【００１１】
特許文献３に開示された表面実装型アンテナ162を用いたアンテナ装置161は、シールドケース164があるものであり、付加導体163との間の不具合を防ぐため、付加導体163をチップアンテナ162の基体の側面側に設置し、実装基板165に対してほぼ直交させるとともに、実装基板165からはみ出させ、筐体を大きくすることで、間隔を介した状態で配置している。これにより、不要容量を抑え、アンテナ特性の劣化することを防ぐことができるとされている。
【特許文献１】特開2001−339226号公報
【特許文献２】特開2003−124736号公報
【特許文献３】特開2001−358517号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図２に示した従来のアンテナ装置121では、特性を上げようとすると、付加導体125が平板状であることから、ある一定の面積が必要であり、アンテナ装置121が大きくなってしまい、アンテナ実装の実質スペースが大きく必要となるため、誘電体を使ってアンテナを小型化した効果が薄れてしまうという問題点があった。
【００１３】
そもそも誘電体材料を使ったチップアンテナの利点は、誘電体の波長短縮効果を使って放射電極の長さを１／√εｒ（εｒ：誘電体の比誘電率）にし、チップアンテナを小型化することにある。アンテナ特性を向上させるために付加導体125を接続することは、チップアンテナ126を小型化したことに反し、付加導体125によってチップアンテナの大きさを大きくすることになり、小型化した効果と相反する結果になってしまう。
【００１４】
また、実装基板127はグランドと見なされることから、この表面実装型アンテナでは、付加導体125が大きくなればなるほど、付加導体125の金属板と実装基板127間に不要な容量が増加し、この不要容量に起因してアンテナ利得が劣化しやすいという問題点もあった。
【００１５】
これに対して、図３に示した従来のアンテナ装置141では、付加導体142の中央部分に電極除去部142ａが形成されて、放射電極の面積を減少させた構成が用いられていることから、グランド面との不要容量は減少し、アンテナ特性は安定する。しかしながら、やはり、付加導体142によって外寸における見かけ上のアンテナ面積は大きくなり、誘電体を使ってチップアンテナ146を小型化した効果が薄れてしまうという問題点があった。
【００１６】
また、中央部分を電極除去部142ａとして除去した付加導体142を用いることで、アンテナとしての実質の面積は減少することになり、電気的体積は減少することから、利得が低下するという問題点もあった。
【００１７】
また、図４に示した従来のアンテナ装置161では、シールドケース164がある場合の付加導体163の配置の仕方を記載しているが、チップアンテナ162の横に付加導体163を設置することで、シールドケース164と付加導体163との間の不要容量は減少するが、チップアンテナ162の側面の放射電極と付加導体163との間に不要容量が発生し、アンテナ特性を劣化させるという問題点がある。さらに、付加導体163は実装基板165からはみ出して配置されることから、余分なスペースが必要となり、筐体が大きくなってしまうという問題点もある。
【００１８】
さらに、いずれの特許文献に開示された発明も、アンテナ素子以外の部品を必要としており、取り付けに手間がかかるばかりか、接続の信頼性も低下してしまう問題もある。
【００１９】
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、他の部品を必要とせず、アンテナの配置上、他の部品とオーバーラップしても特性劣化の少ない、小型で利得の高い表面実装型アンテナを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、この表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置ならびに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】
【００２０】
本発明の表面実装型アンテナは、誘電体材料または磁性体材料から成る基体の表面および内部の少なくとも一方に放射電極を設けて成る表面実装型アンテナであって、前記基体は実効誘電率の異なる部分を有するとともに、前記放射電極はそれら実効誘電率の異なる部分にわたって設けられていることを特徴とする表面実装型アンテナである。
【００２１】
また、本発明の表面実装型アンテナは、上記構成において、前記基体は、実装面が前記実効誘電率の異なる部分で分けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の表面実装型アンテナは、上記構成において、前記基体は、実装面が前記実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率が低い部分であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の表面実装型アンテナは、上記各構成において、前記実効誘電率の異なる部分は、比誘電率の異なる材料から成ることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の表面実装型アンテナは、上記各構成において、前記実効誘電率の異なる部分は、体積の異なる部分から成ることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の表面実装型アンテナは、上記各構成において、前記実効誘電率の異なる部分は、密度の異なる材料から成ることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明のアンテナ装置は、実装基板の下面に電子部品が実装されているとともに、前記実装基板の上面に上記各構成の本発明の表面実装型アンテナのいずれかに記載の表面実装型アンテナが、前記実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率の低い部分の実装面を前記電子部品に対向させて実装されていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の無線通信装置は、上記構成の本発明のアンテナ装置と、それに接続された送信回路および受信回路の少なくとも１つとを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の表面実装型アンテナによれば、誘電体材料または磁性体材料から成る基体の表面および内部の少なくとも一方に放射電極を設けて成る表面実装型アンテナであって、基体は実効誘電率の異なる部分を有するとともに、放射電極はそれら実効誘電率の異なる部分にわたって設けられていることから、この実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率の高い部分でアンテナの小型化が可能になり、一方、実効誘電率を高くしたことによる動作帯域の狭帯域化の問題は、実効誘電率の低い部分で相殺することができる。
【００２９】
また、本発明の表面実装型アンテナによれば、基体は、実装面が実効誘電率の異なる部分で分けられているときには、実装の際に、他の部品配置に応じて、他の部品とのオーバーラップによる影響がでる部分とそうでない部分とに放射電極を振り分けることができるので、オーバーラップに伴う利得低下を効果的に防ぐことができる。
【００３０】
また、本発明の表面実装型アンテナによれば、基体は、実装面が実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率が低い部分であるときには、実効誘電率が高い部分と比べて空気の比誘電率に近づくので、見かけ上、基板の実装面からアンテナが浮いているようになるため、実装面に密着している場合に比べて、物理的に離すことと等価になるので、オーバーラップに伴う他の部品の影響を低減させることができる。
【００３１】
また、本発明の表面実装型アンテナによれば、実効誘電率の異なる部分は、比誘電率の異なる材料から成るときには、基体の形状を異ならせることなく、実効誘電率を異ならせることができ、かつ基体内での実効誘電率の差を比較的自由に調整できるので、所望の周波数やサイズ、他の部品配置等に応じて、基体内における実効誘電率の異なる部分の比率を決定し、かつそれに応じて放射導体を形成することにより、所望の周波数とアンテナサイズに適した比誘電率を設定することができる。
【００３２】
また、本発明の表面実装型アンテナによれば、実効誘電率の異なる部分は、体積の異なる部分から成るときには、例えば、実装面と空隙ができるように、切り欠きを設けたり、また、基体が段形状となるように基体の一部分を削り取ったり、もしくは一部分をくり抜いたりして体積を異ならせることにより、実効誘電率の異なる部分を基体内の任意の位置に設けることができ、しかも部分的に変化させることができることから、アンテナの基体に対する追加工等が比較的容易であり、設計後でも容易に実効誘電率を変更できるとともに、製造後の実効誘電率の微調整も可能になる。
【００３３】
また、本発明の表面実装型アンテナによれば、実効誘電率の異なる部分は、密度の異なる材料から成るときには、同一材料を用いても密度を異ならせることによって実効誘電率を変えることができ、同一材料を用いながら比誘電率の違う材料を使用したときと同じ効果を得ることができる。また、異なる材質を用いた場合は、さらにその密度を異ならせることにより、２つの部分の実効誘電率の差を大きくすることができるので、所望の周波数サイズに対する設計の自由度を増すことができる。
【００３４】
また、本発明のアンテナ装置によれば、実装基板の下面に電子部品が実装されているとともに、実装基板の上面に上記各構成の本発明の表面実装型アンテナが、実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率の低い部分の実装面を電子部品に対向させて実装されていることから、実装面に表面実装型アンテナの実効誘電率の低い部分が対向されて配置されるため、見かけ上、実装面に対してアンテナが浮いた状態のようにみなされるため、実装面に密着している場合に比べて、物理的に離すことと等価になるので、下面に対向して配置されている電子部品の影響を低減させることができ、電子部品とのオーバーラップによるアンテナの利得劣化を防止することができる。
【００３５】
また、本発明の無線通信装置によれば、上記構成の本発明のアンテナ装置と、それに接続された送信回路および受信回路の少なくとも１つとを具備することから、小型のアンテナ装置を使用しつつ、アンテナの利得劣化を防ぐことができ、送信または受信に必要充分な性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびに無線通信装置の実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
図１は、本発明の表面実装型アンテナ１およびそれを実装基板14の表面に実装して成る本発明のアンテナ装置15および無線通信装置の実施の形態の例を示す斜視図である。
【００３８】
本発明の表面実装型アンテナ１は、図１に示すように、略直方体の誘電体材料または磁性材料から成る基体２の表面および内部の少なくとも一方に、この例では表面に放射電極３を設けて成る。基体２は実効誘電率の異なる２つの部分を有しており、図１中に一点鎖線で示した断面を境に、実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとが一体に形成されている。
【００３９】
この表面実装型アンテナ１を用いたアンテナ装置11は、表面に給電電極12および接地導体層13を有する実装基板14上に、表面実装型アンテナ１がその給電端子４を給電電極12に接続して実装されている。
【００４０】
そして、このアンテナ装置11は、送受信を行なう無線回路（送信回路および受信回路の少なくとも一方）に接続されることで無線通信装置15を構成するものであり、その他に表示装置16等の様々なデバイスや機能が付加される。
【００４１】
ここで、本発明の表面実装型アンテナ１は、前述のように基体２が２つ以上の異なる実効誘電率の部分を有することを特徴とするものである。
【００４２】
これにより、例えば、図１に示すように基体２を２つの実効誘電率を有する部分、すなわち実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとから構成することで、アンテナのＱ値が大きくなることによる狭帯域化を避けつつ小型化することができる。
【００４３】
基体２の実装面が図１に示す例のように実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとで分けられているときには、実効誘電率の低い部分２ａが、実装基板14の下面に搭載される部品とオーバーラップする部分に配置されるので、見かけ上、実装基板14と離れているようにみなせるため、実装基板14の下面に搭載される表示装置16等の他の電子部品とのオーバーラップに伴う利得の劣化を低減できるものとなる。
【００４４】
また、実効誘電率の異なる材質を上下に重ね合わせることにより、あるいは同一材料の基体２で実装面に接する部分の一部を削り取ることにより、基体２に実効誘電率の高い部分２ｂおよび実効誘電率の低い部分２ａを形成すること等によって、基体２の実装面が実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率が低い部分であるときには、実効誘電率の低い部分２ａは高い部分２ｂに比べて、空気の誘電率に近くなるため、見かけ上実装基板14と物理的に離れているようにみなせるので、実装基板14の下面に搭載される表示装置16等の他の電子部品とのオーバーラップに伴う利得の劣化を低減できるものとなる。
【００４５】
基体２の実効誘電率の高い部分２ｂには、所望の周波数および基体２のサイズから最適な値を選択する。例えば、800ＭＨｚ程度の周波数で16×５×５ｍｍ程度の基体２であれば、小型化のために実効誘電率の高い部分２ｂの実効誘電率を４〜10程度とする。一方、基体２の実効誘電率の低い部分２ａの実効誘電率は、実効誘電率の高い部分２ｂの実効誘電率の値に応じて、アンテナのＱ値が大きくなり過ぎて狭帯域にならないよう、適切な値に設定するのが望ましい。例えば、800ＭＨｚ程度の周波数で16×５×５ｍｍ程度の基体２であれば、小型化のために実効誘電率の高い部分２ｂの実効誘電率を４〜10程度とし、実効誘電率の低い部分２ａはそれよりも低くなるよう、実効誘電率を１〜９とすればよい。
【００４６】
基体２が実効誘電率の異なる部分を有するようにするのに実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとの材料を変えて行なう場合は、それぞれの部分に最適な比誘電率を有する比誘電率の異なる材料を選択するとよい。例えば、小型化のために実効誘電率の高い部分２ｂには比誘電率が４〜20程度のセラミックスのような材料を使用し、実効誘電率の低い部分２ａには、他の電子部品とのオーバーラップに伴う利得劣化の低減のために、実効誘電率の高い部分２ｂに使用した材料よりも、比誘電率が低いセラミックスや、比誘電率が２〜５程度の樹脂材料等を選択すればよい。この際、基体２において実効誘電率が低い部分２ａと実効誘電率が高い部分２ｂとは一体でなくても差し支えなく、それぞれ別のブロックに分けても構わない。この場合、放射電極３は、実装基板14のアンテナ固着用のランドパターンを用いて電気的に接続されるよう形成するか、もしくは実装基板14に２ブロックに分けて形成されている放射電極３を電気的に接続するためのパターンを用いて、別のブロック間で電気的に接続されるように形成すればよい。また、別ブロックに分かれた基体２を接着等により一体化した後に、放射電極３を形成してもよい。また、放射電極３の形成後に２つのブロックを接着等で一体化する場合には、放射電極３と一緒に接続用のパターンを設けておき、それらが電気的に接続されるように一体化しても構わない。
【００４７】
放射電極３は、基体２の実効誘電率の異なる部分にわたって設けられている。図１に示す例においては、基体２の実効誘電率の高い部分２ｂの側面の下部で給電端子４に接続された放射電極３は、その側面から上面へ延び、実効誘電率の高い部分２ｂの上面で折り返して再び元の側面に延び、その側面の下部で曲げられて実効誘電率の低い部分２ａの側面へと延びている。このように放射電極３を配置することによって、実効誘電率の高い部分２ｂによる小型化の効果を充分得ることができるようにするとともに、実効誘電率の低い部分２ａである、実装基板14の下面に配置されている表示装置16等の他の部品とオーバーラップしている部分にまで、放射電極３を形成している。また、放射電極３を基体２の実装基板14から距離的に遠い面に形成することにより、所望の周波数範囲を広げることができ、かつ実装基板14の下面に配置される電子部品の影響を受けにくくなるので、小型化の効果を得つつ、実装基板14下面に配置される電子部品とのオーバーラップによる、利得の劣化を低減できるものとなる。
【００４８】
また、基体２における実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとの比率も必ずしも同一でなくともよく、基体２のサイズや所望の周波数あるいは実装基板14の下面の部品配置に応じて、比率を異ならせても構わない。例えば、実装基板14の下面の他の部品と基体２とのオーバーラップする割合が、基体２の70％であるならば、実効誘電率の低い部分２ａが基体２の70％となるようにすればよい。またオーバーラップする部分が基体２の30％程度であれば、実効誘電率の低い部分２ａを30％程度とすればよい。
【００４９】
基体２の実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとで比誘電率が同じ材料を用いて、体積を異ならせることで異ならせる場合には、基体２の比誘電率は、基体２のサイズや所望の周波数により最適な値を選択しておき、例えば図１に示すように実効誘電率の低い部分２ａの基体２に窪みを形成して実効誘電率を低くするとよい。このように窪みを形成して実効誘電率を低くすることにより、基体２の重量が軽減されるので、落下時の脱落防止等、接続の信頼性の向上にも寄与することができる。このように基体２に窪みを形成して実効誘電率の低い部分２ａを設ける場合は、窪みの大きさは基体２のサイズに応じて、窪みを入れた部分の機械的強度が十分得られる程度としておくことが望ましい。例えば、16×５×５ｍｍの基体２の半分（８×５×５ｍｍ）の部分の実効誘電率を異ならせる場合、その部分に対して、８×３×４ｍｍ（体積比で48％）程度の窪みであれば、機械的強度を保ちながら、実効誘電率を体積比に応じた一定の割合で低くすることができる。
【００５０】
窪みの大きさについては、大きい程、軽量化ができ、軽い程、落下時等にかかる自重による慣性力が低減されることから、衝撃等に対する実装強度の信頼性を高めることになる。また、その窪みを含む部分の実効誘電率を大きく低下させることができる。しかし、窪みが大きくなり過ぎると、基体２の強度低下を引き起こし、基体２にクラックやカケ等が発生して、アンテナ特性の信頼性を損なうおそれがある。従って、窪みの大きさについては、窪みを形成する部分の基体２の体積の90％以内としておくことが好ましい。
【００５１】
また、実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとを体積の異なる部分で構成するには、この他にも、基体２の一部をくり抜いたり、基体２の一部に段差を設けたりして、体積を異ならせることにより実効誘電率の異なる部分とすればよい。
【００５２】
基体２の実効誘電率の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとをそれぞれ密度の異なる材料で形成することによって実効誘電率の異なる部分とする場合には、例えば、誘電体材料にセラミックスを使用し、その焼結状態を異ならせるなどして密度の異なる、すなわち実効誘電率の異なる同一材料の基体を２つ用意し、これらを貼り合わせることで一体化し、実効誘電率の異なる部分を有する基体２を得ることができる。異なる材質を用いて密度を異ならせる場合には、同一材料を用いた場合に比較して、基体２内での実効誘電率の差を大きくすることができるため、実効誘電率の調整幅を大きくすることができるようになり、設計に自由度を持たすことが可能になる。
【００５３】
図１に示した例においては、放射電極３への給電端子４は実効誘電率の高い部分２ｂに形成しており、実効誘電率の高い側から給電を行なう場合について示している。このように給電を行なうと、実効誘電率の高い部分２ｂで小型化に寄与する割合が増加するため、小型化に際して有利になり、かつ実効誘電率の低い部分２ａが他の電子部品とのオーバーラップ部分に形成されるので、小型化しつつ、他の部品とのオーバーラップに伴う利得の劣化を低減できるものとなる。また、給電端子４の配置はこれとは逆であっても、すなわち実効誘電率の低い部分２ａに配置しても差し支えない。給電端子４を誘電体の低い部分２ａと実効誘電率の高い部分２ｂとのどちら側に配置するかは、実装基板14の下面に配置される他の部品の配置に応じて最適な配置を選択すればよい。具体的には、実装基板14の下面の部品とオーバーラップする部分が給電端子４側にあるときは、実効誘電率の低い部分２ａを給電端子４側に、オーバーラップする部分が開放端側にあるときは、実効誘電率の低い部分２ａを開放端側に配置すればよい。
【００５４】
また、本発明のアンテナ装置11において、図１に示すように電子部品として表示装置16等が表面実装型アンテナ１とオーバーラップするように配置される場合には、オーバーラップする部分には表面実装型アンテナ１の実効誘電率の低い部分２ａを配置することが望ましい。これは、見かけ上、実効誘電率が低い方が実効誘電率の低い部分２ａに形成される放射導体３と実装基板14との間に物理的な距離が確保されていることと等価となるので、オーバーラップする部品の影響を低減することができることから、表面実装型アンテナ１の利得の劣化を避けることができるからである。とりわけ、オーバーラップする電子部品が、液晶表示装置のようにノイズの発生源となる電子部品の場合には、表面実装型アンテナ１による受信感度を確保する点からも、その電子部品と対向する実装面を実効誘電率の異なる部分のうち実効誘電率の低い部分２ａとすることが有効である。
【００５５】
そして、本発明の無線通信装置は、以上のような本発明の表面実装型アンテナ１が実装基板14に実装されてなる本発明のアンテナ装置11と、そのアンテナ装置11に接続された送信回路およびそのアンテナ装置11に接続された受信回路の少なくとも１つとを具備するものである。また、所望に応じて無線通信を可能とするために無線信号処理回路が表面実装型アンテナ１、アンテナ装置11、送信回路または受信回路に接続されていてもよく、様々な構成を採り得る。
【００５６】
本発明の表面実装型アンテナ１において、基体２は、誘電体材料または磁性体材料から成る例えば直方体状のものであり、例えばアルミナを主成分とする誘電体材料（比誘電率εｒ：9.4）からなる粉末を加圧成形して焼成したセラミックスを用いて作製される。また、基体２には、誘電体材料であるセラミックスと樹脂との複合材料を用いてもよく、あるいはフェライト等の磁性体材料を用いてもよく、さらには、誘電体材料と磁性体材料とを貼り合わせた材料を用いてもよい。
【００５７】
なお、基体２を誘電体材料で作製する場合は、比誘電率εｒが２より低いと、大気中の比誘電率（εｒ＝１）に近づいてアンテナの小型化という市場の要求に応えることが困難となる傾向がある。また、εｒが45を超えると、小型化は可能なものの、アンテナの利得および帯域幅はアンテナサイズに比例するため、アンテナの利得および帯域幅が小さくなり過ぎ、アンテナとしての特性を果たさなくなる傾向がある。従って、基体２を誘電体材料で作製する場合は、その比誘電率εｒが２以上45以下の誘電体材料を用いることが望ましい。このような誘電体材料としては、例えばアルミナセラミックス，ジルコニアセラミックス等をはじめとするセラミックス材料や、テトラフルオロエチレン，ＡＢＳ樹脂，ガラスエポキシ等をはじめとする樹脂材料等がある。
【００５８】
他方、基体２を磁性体材料で作製すると、放射電極３のインピーダンスが大きくなるため、アンテナのＱ値を低くでき、帯域幅を広くすることができる。
【００５９】
基体２を磁性体材料で作製する場合は、比透磁率μｒが８を超えると、アンテナ帯域幅は広くなるものの、アンテナの利得および帯域幅はアンテナサイズに比例するため、アンテナの利得および帯域幅が小さくなり過ぎ、アンテナとしての特性を果たせなくなる傾向がある。従って、基体２を磁性体材料で作製する場合は、その比透磁率μｒが１以上８以下の磁性体材料を用いることが望ましい。このような磁性体材料としては、例えばＹＩＧ（イットリア・アイアン・ガーネット）、Ｎｉ−Ｚｒ系化合物、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系化合物等がある。
【００６０】
なお、基体２を磁性体材料で作製する場合は、その実効誘電率については、磁性体材料の比透磁率を誘電体材料の比誘電率と等価と考えて、実効的な透磁率と実効誘電率とを置き換えて調節すればよい。
【００６１】
また、放射電極３ならびに給電端子４は、例えばアルミニウム，銅，ニッケル，銀，パラジウム，白金，金のいずれかを主成分とする金属により形成される。これらの金属により、各々の電極パターンならびに端子パターンを形成するには、各種の印刷法や、蒸着法，スパッタリング法等の薄膜形成法や、金属箔の貼り合わせ法、あるいはメッキ法等によって、それぞれ所望のパターン形状の導体層を基体２の所定の側面に形成すればよい。
【００６２】
また、放射電極３を基体２の内部に設ける場合には、パターンを幾つかの層に分けて形成し、その後、積層することで形成すればよい。
【００６３】
本発明の表面実装型アンテナ１が実装される実装基板14には、例えばガラスエポキシやアルミナセラミックス等の通常の回路基板が使われる。
【００６４】
また、実装基板14の表面に配設された接地導体層13および給電電極12は、銅や銀等の通常の回路基板に使われる導体で形成される。
【００６５】
なお、本発明の表面実装型アンテナ１を実装基板14の表面に実装して給電端子４を給電電極12に接続する方法には、リフロー炉等による半田実装が使用可能である。
【００６６】
そして、本発明の表面実装型アンテナ１を実装基板14に実装して構成される本発明のアンテナ装置11は、無線通信装置に好適に用いられ、送信回路および受信回路の少なくとも１つに接続されて本発明の無線通信装置に具備されるものである。
【００６７】
このような本発明の無線通信装置によれば、以上のような本発明のアンテナ装置11と、それに接続された、送信回路および受信回路の少なくとも１つとを具備することから、小型でありながら、携帯電話等の移動体通信に対応可能な無線通信装置となる。
【００６８】
なお、本発明の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置は、以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、本発明の表面実装型アンテナ１の放射電極３の形状は、図１に示したような形状のものに限られるものではなく、ミアンダ形状の放射電極としてもよく、このようにして電気長を変えることにより、対応する周波数を低くしたり、あるいは、さらなる小型のアンテナを作ったりすることができる。
【００６９】
また、オーバーラップするその他の部品として液晶表示装置16を例に挙げているが、この部品としては、無線信号処理用の回路部であったり、ベースバンド処理用のＩＣ等であったりしても構わない。この場合にも、これらの部品とのオーバーラップ部分の実効誘電率を変えることにより、同様の効果を得ることができるものとなる。
【実施例】
【００７０】
次いで、本発明の実施例について説明する。
【００７１】
図１に示すような本発明の表面実装型アンテナ１を以下のようにして作製した。基体２には長方形状のアルミナセラミックス（16ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ）を使用し、これに図１に示すように実装面から端面にかけて８ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍの大きさの窪みを入れ、この部分を実効誘電率の低い部分２ａとし、残りの部分を実効誘電率の高い部分２ｂとして、実効誘電率の異なる部分を有する基体２を作製した。次に、銀導体を基体２の表面にスクリーン印刷にて形成し、パターン長は800ＭＨｚ帯に合うように電気長を調整した。そして、パターン長の約半分を実効誘電率の高い部分２ｂに形成し、残りの約半分が実効誘電率の低い部分２ａにわたるように放射電極３を形成した。
【００７２】
次に、実装基板14には、厚さ0.8ｍｍのガラスエポキシ基板を使用し、接地導体層13は銅を使用して40ｍｍ×80ｍｍの大きさとした。給電電極12は実装基板14の角付近に設け、片側をアンテナ１の給電端子４に、もう片方を無線通信装置に接続し、表面実装型アンテナ１が実装基板14の80ｍｍ長さの辺とアンテナ１の基体２の16ｍｍの辺とが平行になるよう、かつ実装基板14の端部に実装されるものとした。
【００７３】
このように作製した表面実装型アンテナ１および実装基板14を使用し、図１に示すように表示装置16を表面実装型アンテナ１が実装される面（上面）と反対側の面（下面）に、表面実装型アンテナ１の長手方向長さの半分（実効誘電率の低い部分２ａ）をオーバーラップさせて配置し、本発明のアンテナ装置11を構成して、800ＭＨｚ帯用の無線通信装置を作製した。
【００７４】
同様に、従来例として、窪みのない、実効誘電率が一様な基体を用いた表面実装型アンテナを使用して実装基板14に実装し、800ＭＨｚ帯の無線通信装置を作製した。
【００７５】
そして、各々の無線通信装置の特性の測定において、中心周波数および帯域についてはネットワークアナライザでＳ11を測定し、利得については電波暗室内でＳ21をネットワークアナライザにより測定した。なお、中心周波数についてはＶＳＷＲ３の中心値を、帯域についてはＶＳＷＲ３での値を測定した。
【００７６】
その結果、本発明のアンテナ装置11を用いた無線通信装置では、中心周波数が825ＭＨｚ、帯域が80ＭＨｚ、利得が−4.2ｄＢｉの特性が得られた。
【００７７】
これに対し、従来例の表面実装型アンテナを使用した無線通信装置では、中心周波数が826ＭＨｚ、帯域が55ＭＨｚ、利得が−5.6ｄＢｉの特性であった。
【００７８】
この結果より、実効誘電率が異なる部分を有する基体を使用した本発明の表面実装型アンテナを用いることにより、アンテナおよびアンテナ装置の小型化を行なった場合でも、付加的な他の部品を使用することなく、アンテナの利得を向上させることができることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の表面実装型アンテナおよびこれを用いたアンテナ装置の実施の形態の例を示す斜視図である。
【図２】従来の表面実装型アンテナの例を示す斜視図である。
【図３】従来の表面実装型アンテナの他の例を示す斜視図である。
【図４】従来の表面実装型アンテナの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８０】
１：表面実装型アンテナ
２：基体
２ａ：実効誘電率の低い部分
２ｂ：実効誘電率の高い部分
３：放射電極
４：給電端子
14：実装基板
11：アンテナ装置
12：給電電極
13：接地導体層
16：表示装置（電子部品）
【図１】
2006157290.tif 000003
【図２】
2006157290.tif 000004
【図３】
2006157290.tif 000005
【図４】
2006157290.tif 000006