(57)【要約】      （修正有）【課題】小型であって、かつ必要とする周波帯を保持し理想的な輻射効果を得ることのできるチップアンテナを提供する。【解決手段】第１表面１１、第２表面１２と、両表面１１、１２間に位置する第１端面１３、第２端面１４とを含む基板１と、基板１の第１表面１１に形成されてその側面まで伸延する輻射金属片２と、基板本体内に形成された接地金属片３を含むチップアンテナであって、第１表面１１と第２表面１２は相対し、第１端面１３と第２端面もまた相対し、輻射金属片２の両端は信号入力端子と接地端子とに接続されて回路を形成し、接地金属片３は輻射金属片２と相対して両者間にカップリング効果を生じさせ、接地金属片３と輻射金属片間２の距離を調整して周波数、周波帯及びインピーダンス・マッチングを調整する。【選択図】図１
0003146187.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
チップアンテナであって、
そのアンテナ本体は、
第１表面、第２表面および側表面を含む基板と、
前記基板の第１表面に形成された輻射金属片と、
前記基板の内部に形成された接地金属片と、
を含み、
前記輻射金属片は、信号を入力する信号入力端子と接地に供する接地端子とを有し、
前記接地金属片は、前記輻射金属片と一定の距離を保ってカップリング効果を得ることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項２】
前記輻射金属片は基板の中に形成され、前記アンテナ本体は少なくとも１部分が保護層に被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナ本体の輻射金属片は、同時に基板の第１表面と側表面に形成され、それぞれ水平輻射金属片と垂直輻射金属片の２つを構成することを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
【請求項４】
前記輻射金属片の水平輻射金属片と垂直輻射金属片は共に基板の中に形成され、前記アンテナ本体の少なくとも１部分は保護層で被覆されていいることを特徴とする請求項３に記載のチップアンテナ。
【請求項５】
前記アンテナ本体の輻射金属片は、同時に基板の第１表面、側表面、第２表面に形成され、前記接地金属片は、前記第１表面の輻射金属片と第２表面の輻射金属片との間に架空状態で設けられることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記輻射金属片は基板の中に形成され、前記アンテナ本体は少なくとも１部分が保護層で被覆されることを特徴とする請求項５に記載のチップアンテナ。
【請求項７】
前記アンテナ本体の輻射金属片は、基板の第１表面に形成された第１水平輻射金属片と、第１表面輻射金属片の１端に接続された垂直輻射金属片と、前記垂直輻射金属片の１端から伸延した第２水平輻射金属片と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
【請求項８】
前記輻射金属片は基板の中に形成され、前記アンテナ本体は少なくとも１部分が保護層で被覆されることを特徴とする請求項７に記載のチップアンテナ。
【請求項９】
前記アンテナ本体の輻射金属片は、前記基板の第１表面に形成された第１水平輻射金属片と、基板の側表面に形成された垂直輻射金属片と、を含み、
前記垂直輻射金属片の接地端子と、前記接地金属片の接地端子とは接触せずに基板の側表面に位置することを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。
【請求項１０】
前記輻射金属片は基板の中に形成され、前記アンテナ本体は少なくとも１部分が保護層で被覆されることを特徴とする請求項９に記載のチップアンテナ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、輻射金属片の１端子を信号入力端子と接地端子としてループ式アンテナを形成し、この輻射金属片との相対距離を調整できるアンテナ基板内に設けた接地金属片を利用して、輻射金属片との間にカップリング効果を得る、カップリング・ループ式のチップアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
インピーダンス・マッチング（Ｉｍｐｅｄａｎｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ）はアンテナの設計上、重視すべき要素の１つである。系統のインピーダンスとアンテナのインピーダンスとが整合している場合、信号は系統側からアンテナ側に反射されることなく効率的に伝達され、信号伝送効率は最大になる。この状態を「インピーダンス・マッチングが取れている」という。もし系統のインピーダンスとアンテナのインピーダンスとが整合していない場合、信号は一部がアンテナ側で反射されて系統側に戻される。この状態を「インピーダンス・マッチングが取れていない」という。両者のインピーダンスの差が大きい程、反射される信号のエネルギーは大きくなる。アンテナの設計時、インピーダンスを５００オームに設定した場合には、系統とアンテナのインピーダンスが５００オームに近くなるほどインピーダンス・マッチングは良好になる。
【０００３】
小型アンテナは、自身の体積の影響を受けるため、ゲインと輻射効率はあまり良くない。また、小型アンテナの周波帯の不足を改善するため、下記特許文献１に示すように、「周波帯が増加できるマイクロ・ストリップ構造」なる技術が出願されている（図１０参照）。この構造は、１つの基板上に、金属接地板を金属マイクロ・ストリップの形態でその１側面に取り付け、輻射金属片を金属マイクロ・ストリップの形態でそのもう１方の側面に取り付けたものであり、金属接地板および輻射金属片のサイズは共に基板よりも小さくなっている。その１側面の縁部の中央に近い位置から１つのマイクロ・ストリップを基板の縁部に沿って延長し、マイクロ・ストリップ・アンテナの電波信号入力線としている。輻射金属片上のマイクロストリップ線との接続位置に隣接して、マイクロストリップ線に沿った１側辺にｌつのスリット開設し、マイクロ・ストリップ・アンテナ上を通過する電流のルートをこの一方の方向に限り迂回させている。
【０００４】
このマイクロストリップ線の方式は、インピーダンスをキャパシティブ、またはインダクティブに調整して、カップリング性と周波帯を改良しようとするものであるが、技術的に満足できる理想的な効果は得られず、また、製造工程も複雑である。
【０００５】
また、下記特許文献２および３は、それぞれチップアンテナに関する技術を開示している。これらの技術は１つのダイエレクトリック基板と、その基板表面に形成されある間隙で分離した２つの輻射電極層とで、アンテナの「カップリング」効果を達成している。輻射電極層の間隙の大きさでカップリングの程度を決定し、インピーダンス・マッチングの程度と周波帯を決定する。理想的な周波数と周波帯を得るためには、輻射電極層の間隙はあまり大きくできず、また小さすぎると製造が困難となる。また、両輻射電極層のサイズも周波数と関係があり、一般の商用周波数にするためには、輻射電極層の面積を大きく取らなければならないため、アンテナのサイズが大きくなって、チツプアンテナに要求される、軽く、薄く、短く、小さくする目的とは合致しなくなる。
【特許文献１】台湾特許公告第１２５６７５１号明細書
【特許文献２】米国特許第６３２３８１１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１５２８８５号明細書
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本願の考案者は上述の欠点に鑑み、この欠点を改善するために、長年のこの方面の技術上の経験に基づき、さらに苦心研鑽を重ねた結果、本考案に係るチップアンテナの開発を成功させるに至った。
【０００７】
小型化されたアンテナがその必要とする周波帯を保持し、理想的な輻射効果が達成できるチップアンテナの提供を本考案の主な目的とする。
【０００８】
また、チップアンテナの輻射金属片に信号入力端子と接地端子とで短路回路を形成し、アンテナの輻射面をアンテナ自身の表面に限らず輻射金属片とその近くの接地面と接地金属面の３部分まで拡張してアンテナの回路を形成し、アンテナの輻射面をアンテナ自身に限らず、さらに接地面まで拡張して輻射面の拡大による輻射効率の向上が期待できるチップアンテナの提供を本考案のもう一つの目的とする。
【０００９】
また、輻射金属片とカップリングできる接地金属片を設け、接地金属片が輻射金属片と平行になったとき両者間にキヤパシティブのカップリングが行なわれ、ややインダクティブなアンテナのインピーダンスを５００オーム程度に調整し、アンテナが小型化してもなお、所望の周波帯が得られるチップアンテナの提供を本考案のさらに一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本考案は、チップアンテナの輻射金属片と接地金属片との間に介在する物質に、不伝導性の基板または空気を使用し、適当に基板の誘電体定数を改変し、輻射金属片と接地金属片が重なり合う面積及び両者間の距離を調整して、チップアンテナのカップリングの程度を変え、等価キャパシタンスの値を決定し、この周波数と関係のあるキャパシタンス値を、周波数が決定した後、サイズによって決定し、これによってサイズを効果的に縮小することができるチップアンテナを提供する。
【考案の効果】
【００１１】
以上の構成に照らすと、本考案に係るチップアンテナは、確実にその必要とする周波帯を保持し、理想的なインピーダンス・マッチングと輻射効果を達成できる。その形態においては創意性があるのみならず、従来のアンテナに比べ、幾多の機能が追加でき、新規性及び進歩性を有する実用新案登録請求の範囲の要件に十分合致するものである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
なお、本考案に係るチップアンテナの詳細な特徴、優れた点や応用に関しては、明細書に添付された図面を参考にして、以下に実施形態として説明する。
【００１３】
本考案に係るアンテナを図１に示す。このカップリング・ループ式チップアンテナは、基板１、輻射金属片２、接地金属片３を含んいる。基板１は、第１表面１１、第２表面１２と第１端面１３、第２端面１４を含み、第１表面１１と第２表面１２、第１端面１３と第２端面１４とは互いに相対している。なお、第１端面１３、第２端面１４は基板１の側表面を形成する。
【００１４】
輻射金属片２は、基板１の第１表面１１または基板本体内の上部に形成され、その端部は、図２に示すように、信号入力端子Ｆと、接地端子Ｇとを備えている。接地金属片３は基板１の本体内に形成されている。
【００１５】
図３に示すように、輻射金属片２と接地金属片３とは互いに接触せず、平行して適当な距離ｄを保持している。輻射金属片２の信号入力端子Ｆと、接地端子Ｇが回路板に接続されて閉鎖ループ回路を形成すれば、輻射金属片２と接地金属片３との間には、キャパシティブなカップリング効果が生じる（すなわちＣ＝εＡ／ｄ）。この効果は両金属片間の距離ｄの大きさに反比例し、両金属片間の面積Ａの大きさに正比例する。
【００１６】
上記の状態を図４のグラフに示す。右側のやや細い点線で表わされる曲線は、信号入力端子Ｆと接地端子Ｇとを備えた輻射金属片２のみを設置した場合の周波数とインピーダンスとの関係を示す。この場合は、その共振周波数は２．７５ＧＨｚと高くなり、アンテナのインピーダンス・マッチングの度合いは低くなることを示している。左側の太い実線で表わされる曲線は、輻射金属片２の下方に、これとカップリングする接地金属片３を取り付けた場合の周波数とインピーダンスとの関係を示す。この場合は、その共振周波数は有効に１．０７ＧＨＺまで低下し、アンテナのインピーダンス・マッチングはより良好に維持されることを示している。
【００１７】
図５の測定結果を示したグラフを参照すると、輻射金属片２と接地金属片３との間の距離ｄの変化により、距離ｄが小さくなればなる程、輻射金属片２と接地金属片３との間のキャパシタンスは大きくなり、共振周波数が低くなって、アンテナのインピーダンス・マッチング性能は良好になる。
【００１８】
図６を参照すると、本考案に係るチップアンテナを回路板１００に取り付ける場合、主に第１表面１１上方の輻射金属片２を基板１の第１端面１３まで伸張し、その信号入力端子Ｆを回路板１００の入力端子と接続し、回路板１００の接地端子は輻射金属片２の接地端子Ｇ１と接続する。接地金属片３は回路板１００の接地端子Ｇ２と一緒に接続して接地させる。
【００１９】
本実施形態において輻射金属片２は、Ｌ型の輻射金属片４Ａの形態をなし、基板１の第１表面１１に形成された水平輻射金属片４１以外に、基板１の第１端面１３に伸延した垂直輻射金属片４２を含み、輻射金属片４Ａが垂直輻射金属片４２を経て回路板１００の信号入力端子Ｆと接地端子Ｇ１に接続されることで、輻射金属片４Ａはその輻射面を接地面まで伸延してループアンテナが形成される。接地金属片４Ｂは基板１内に形成される平面片状であって、接地金属片４Ｂの端部は基板１に沿って下に延長して回路板１００の接地端子Ｇ２に接続される。この構成において、輻射金属片４Ａと接地金属片４Ｂとの間の距離を変更して、アンテナの周波帯とインピーダンス・マッチングの度合を調整する。
【００２０】
そのほか、図６Ｃに示すように、輻射金属片４Ａをその水平輻射金属片は基板１内の上部に形成した後、その垂直輻射金属片は基板１の側部に伸長し、または、図６Ｂに示すように、アンテナ本体の部分や全部を保護層２０で被覆し、アンテナ回路の製造中における損傷を防止する。この構成はその他の実施形態にも適用できる。
【００２１】
以下図面を参照して、さらに他の実施形態を説明する。
【００２２】
図７Ａと７Ｂに示すように、本考案に係る他の実施実施形態におけるカツプリング・ループ式チップアンテナの輻射金属片は、３段の弯曲状輻射金属片５Ａに分けられ、基板の第１表面に形成された、第１水平輻射金属片５１と、この第１水平輻射金属片５１に連続してその１端に形成された垂直輻射金属片５２と、この垂直輻射金属片５２に連続してその下端に形成された第２水平輻射金属片５３とを含む。第１水平輻射金属片５１を基板の第１表面の１縁部に接続し、この接続個所に信号入力端子Ｆと接地端子Ｇとを設ける。第２水平輻射金属片５３と第１水平輻射金属片５１は互いに平行であり、その基板の第２表面に設けられた接地金属片５Ｂとも互いに平行となっている。この構成で輻射金属片５Ａは、第１水平輻射金属片５１、垂直輻射金属片５２と、第２水平輻射金属片５３とで形成された弯曲構造で、ある程度その輻射面を延長できる。そして第２水平輻射金属片５３と、接地金属片５Ｂ間との間の距離を変更して、周波帯とインピーダンス・マッチングの度合を調整することができる。
【００２３】
図８Ａと８Ｂに示すように、本考案に係るチップアンテナの他の実施形態における輻射金属片は、三段の湾曲状輻射金属片６Ａをなし、その第１段の第１水平輻射金属片６１は基板の第１表面１１に形成され、その第２段の垂直輻射金属片６２は基板の側端面１３に形成され、第３段の第２水平輻射金属片６３は基板の第２表面１２に形成され、接地金属片６Ｂは、第１水平輻射金属片６１と第２水平輻射金属片６３との間に設けられる。この構成では接地金属片６Ｂと第２水平輻射金属片６３との間の距離を変更して、アンテナの周波帯とインピーダンス・マッチングの度合を変更する。
【００２４】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃに示すように、本考案に係る他の実施形態におけるチップアンテナ本体の輻射金属片８Ａは、基板の第１表面に形成された第１水平輻射金属片８１と、基板の側面に形成された垂直輻射金属片８２を含む。この垂直輻射金属片８２には信号入力端子Ｆと接地端子Ｇが設けられ、接地金属片８Ｂは架空状態で輻射金属片８１の下方に位置し、その１端から接地片８３を基板の側表面に延長し、この接地片８３は、輻射金属片８Ａの接地端子Ｇとは接触せずに分離している。
【００２５】
以上の詳細な説明は、本考案の実現可能な実施形態についての具体的説明である。ただし、これらの実施形態は、本考案の実用新案請求範囲により画定される技術的範囲を制限するものではなく、さらに本考案の技術的な精神を逸脱せずなにされた同等の効果を奏する実施、または変更は、全て本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本考案は、小型のチップアンテナに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案に係るチップアンテナの基板上に形成された輻射金属片と接地金属片の分解図である。
【図２】本考案に係るチップアンテナの輻射金属片の平面図である。
【図３】本考案に係るチップアンテナの輻射金属片と接地金属片の相対位置を示す概略構成図である。
【図４】本考案に係るチップアンテナの輻射金属片下方に接地金属片を設けるか否かにより変動する周波数を示す図である。
【図５】本考案に係るチップアンテナの輻射金属片と接地金属片の相対距離の変更により変動する周波数を示す図である。
【図６Ａ】本考案に係るチップアンテナの基板上に形成された輻射金属片と接地金属片の実施形態を示す概略構成図である。
【図６Ｂ】本考案に係るチップアンテナの保護構造の概略構成図である。
【図６Ｃ】本考案に係るチップアンテナの他の保護構造の概略構成図である。
【図７Ａ】本考案に係るチップアンテナの他の実施形態における概略構成図である。
【図７Ｂ】図７Ａの縦断面図である。
【図８Ａ】本考案に係るチップアンテナの他の保護構造の概略構成図である。
【図８Ｂ】図８Ａの縦断面図である。
【図９Ａ】本考案に係るチップアンテナの他の実施形態における概略構成図である。
【図９Ｂ】図９Ａの縦断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａの側面図である。
【図１０】従来の技術の説明に供する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板、
２  輻射金属片、
３  接地金属片、
１１  第１表面、
１２  第２表面、
Ｆ  信号入力端子、
Ｇ  接地端子、
１００  回路板、
４Ａ  Ｌ型の輻射金属片、
４１  水平輻射金属片、
４２  垂直輻射金属片、
４Ｂ  接地金属片、
５Ａ  ３段の弯曲状輻射金属片、
５１  第１水平輻射金属片、
５２  垂直輻射金属片、
５３  第２水平輻射金属片、
５Ｂ  接地金属片、
６Ａ  ３段の弯曲状輻射金属片、
６１  第１水平輻射金属片、
６２  垂直輻射金属片、
６３  第２水平輻射金属片、
６Ｂ  接地金属片、
８Ａ  輻射金属片、
８１  第１水平輻射金属片、
８２  垂直輻射金属片、
８Ｂ  接地金属片、
８３  接地片。
【図１】
0003146187.tif 000003
【図２】
0003146187.tif 000004
【図３】
0003146187.tif 000005
【図６Ａ】
0003146187.tif 000006
【図６Ｂ】
0003146187.tif 000007
【図６Ｃ】
0003146187.tif 000008
【図７Ａ】
0003146187.tif 000009
【図７Ｂ】
0003146187.tif 000010
【図８Ａ】
0003146187.tif 000011
【図８Ｂ】
0003146187.tif 000012
【図９Ａ】
0003146187.tif 000013
【図９Ｂ】
0003146187.tif 000014
【図９Ｃ】
0003146187.tif 000015
【図１０】
0003146187.tif 000016
【図４】
0003146187.tif 000017
【図５】
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