(57)【要約】【課題】低コストで小型化にも好適なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  アンテナ装置１は、基体４の外周面に放射導体５が巻装されたチップアンテナ２をアンテナ基板（回路基板）３上に実装して構成され、整合回路の構成要素である第１および第２のインダクタ６，１３のうち、伝送線路７ａ，７ｂに対して直列に接続される第１のインダクタ６が帯状の導体パターンとして基体４の外周面に形成され、伝送線路７ｂとグラウンドとの間に接続される第２のインダクタ１３がアンテナ基板３上にミアンダ形状の導体パターンとして形成されている。【選択図】図１
2008005313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体または磁性体からなる基体の外周面に帯状の放射導体が巻装されたチップアンテナと、このチップアンテナが搭載された回路基板と、この回路基板に設けられた前記放射導体に給電信号を供給する伝送線路と、この伝送線路に接続されて前記放射導体の入力インピーダンスを特性インピーダンスと整合させる整合回路とを備え、
前記整合回路の構成要素であるインダクタのうち、前記伝送線路に対して直列に接続されるインダクタを前記基体の外周面に巻回された帯状の導体パターンによって形成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記整合回路の構成要素であるインダクタのうち、前記伝送線路とグラウンドとの間に接続されるインダクタを前記回路基板に導体パターンによって形成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記回路基板が外部回路基板の配線パターンに接続される外部接続端子を有するアンテナ基板であり、このアンテナ基板を損失正接が０．０５以下の誘電体材料で形成したことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップアンテナの基体に巻装されている帯状の放射導体に伝送線路を介して給電信号が供給される小型のアンテナ装置に係り、特に、伝送線路に接続されて放射導体の入力インピーダンスを特性インピーダンスと整合させる整合回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、誘電体や磁性体からなる柱状の基体の外周面に放射導体を螺旋状に巻装して所望の周波数に同調させるようにしたチップアンテナが知られている。この種のチップアンテナは、回路基板への実装が容易であると共に、ＵＨＦ帯等の電波に同調させる場合でも十分に小型化できるため、携帯電話器等の携帯無線機器に内蔵させるテレビ放送用の受信アンテナなどとして好適である。
【０００３】
ところで、アンテナ素子の放射導体には伝送線路を介して給電回路から給電信号が供給されるが、損失の少ない実用的なアンテナ装置を得るためには放射導体の入力インピーダンスを給電回路の特性インピーダンスと整合させなければならないので、放射導体の給電端側には伝送線路と接続された整合回路が設けられることが多い。この整合回路はインダクタやキャパシタ等によって構成され、小型化されたアンテナ装置の場合、従来はチップインダクタやチップコンデンサ等を用いて整合回路を構成していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３０７３３１号公報（第２−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように従来の小型アンテナ装置では、整合回路がチップインダクタやチップコンデンサ等の複数のディスクリート部品で構成されているが、かかるディスクリート部品は比較的高価な部品で大きさも嵩張るため、複数のディスクリート部品を用いることによって小型化が妨げられたりコストアップになるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、低コストで小型化にも好適なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、誘電体または磁性体からなる基体の外周面に帯状の放射導体が巻装されたチップアンテナと、このチップアンテナが搭載された回路基板と、この回路基板に設けられた前記放射導体に給電信号を供給する伝送線路と、この伝送線路に接続されて前記放射導体の入力インピーダンスを特性インピーダンスと整合させる整合回路とを備え、前記整合回路の構成要素であるインダクタのうち、前記伝送線路に対して直列に接続されるインダクタを前記基体の外周面に巻回された帯状の導体パターンによって形成した。
【０００７】
このように整合回路の構成要素であるインダクタのうち、伝送線路に対して直列に接続される整合回路のインダクタをチップアンテナの基体の外周面に巻回された帯状の導体パターンとして形成すれば、チップアンテナの基体にインダクタと放射導体を一括して形成できると共に、導体パターンからなる該インダクタをチップアンテナの基体の外周面の未使用領域を活用して形成することができる。したがって、基体に形成されたインダクタに対応するチップインダクタを省略することができ、その分、低コスト化と小型化を促進することができる。また、導体パターンからなるインダクタはチップインダクタに比べてＱ値が高くなるので、ロスの少ない整合回路を実現できるという利点もある。
【０００８】
上記の構成において、整合回路の構成要素であるインダクタのうち、伝送線路とグラウンドとの間に接続されるインダクタを回路基板に導体パターンによって形成しておけば、Ｑ値がさらに高くなって好ましい。
【０００９】
また、上記の構成において、チップアンテナが搭載される回路基板が外部回路基板（母基板）の配線パターンに接続される外部接続端子を有するアンテナ基板であり、このアンテナ基板を損失正接（Ｔａｎδ）が０．０５以下の誘電体材料によって形成すると、チップアンテナをアンテナ基板に実装してユニット化（モジュール化）したアンテナ装置を母基板に簡単に装着できるため、アンテナ装置の取扱い性や汎用性が高まると共に、母基板がアンテナ基板よりも損失正接が大きい比較的安価な誘電体材料からなるものであったとしても、誘電体による損失が少ないアンテナとして動作させることができて好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアンテナ装置は、整合回路の構成要素であるインダクタのうち、伝送線路に対して直列に接続されるインダクタがチップアンテナの基体の外周面に巻回された帯状の導体パターンとして形成されており、該基体にインダクタと放射導体を一括して形成できると共に、導体パターンからなるインダクタをチップアンテナの基体の外周面の未使用領域を活用して形成することができる。したがって、基体に形成されたインダクタに対応するチップインダクタを省略することができ、その分、低コスト化と小型化を促進することができる。また、導体パターンからなるインダクタはチップインダクタに比べてＱ値が高くなるので、ロスの少ない整合回路を実現できるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るアンテナ装置を母基板に実装した状態を示す外観図、図２は該アンテナ装置の等価回路図である。
【００１２】
本実施形態例に係るアンテナ装置１はチップアンテナ２をアンテナ基板３上に実装してユニット化（モジュール化）したものであり、図１に示すように、アンテナ基板３は外部回路基板である母基板２０上に実装されて使用される。このアンテナ基板３はその損失正接（Ｔａｎδ）が０．０１と小さい誘電体材料（例えばＦＲ−４）からなり、母基板２０は携帯無線機器等に内蔵される回路基板である。アンテナ装置１は例えばテレビ放送のＵＨＦ帯用の受信アンテナなどとして使用可能であり、母基板２０には給電回路２１等を含むチューナ回路が配設されている。
【００１３】
アンテナ装置１のチップアンテナ２は、誘電体からなる柱状の基体４と、この基体４の外表面に螺旋状に巻装された放射導体５と、基体４の外表面に１ターンだけ巻回された導体パターンからなる第１のインダクタ６とによって主に構成されている。第１のインダクタ６は放射導体５の給電端Ｐ１側と直列に接続されており、放射導体５の他端は開放端Ｐ２となっている。なお、基体４の材料は磁性体であってもよく、その形状が板状であってもよい。
【００１４】
アンテナ基板３には、第１のインダクタ６と放射導体５の給電端Ｐ１とを接続する伝送線路７ａと、第１のインダクタ６と外部接続端子８とを接続する伝送線路７ｂとが形成されており、伝送線路７ａ，７ｂ間に第１のインダクタ６が直列に接続されている。外部接続端子８は母基板２０に設けられた給電回路２１に接続されており、伝送線路７ａ，７ｂを介して放射導体５に給電信号ＲＦが供給されるようになっている。伝送線路７ａ中には第１のキャパシタ９と第１の可変容量素子１０が直列に接続されており、図２に示すように、両者９，１０の接続点Ａはチップ抵抗１１を介してグラウンドに接続されているが、第１のインダクタ６と第１の可変容量素子１０の接続点Ｂは第２の可変容量素子１２を介してグラウンドに接続されている。一方、伝送線路７ｂとグラウンドとの間には第２のインダクタ１３と第２のキャパシタ１４が直列に接続されており、両者１３，１４の接続点Ｃはチップ抵抗１５を介して外部接続端子１６に接続されている。この外部接続端子１６には前述したチューナ回路から直流の同調電圧Ｖ（ＴＵＮＥ）が供給されるようになっている。なお、図１に示すように、第２のインダクタ１３はアンテナ基板３上にミアンダ形状の導体パターンとして形成されており、図中の符号１７は直流成分除去用のコンデンサを示している。また、第１および第２のキャパシタ９，１４はチップコンデンサであり、第１および第２の可変容量素子１０，１２は同調電圧Ｖ（ＴＵＮＥ）に応じて容量値が変化するバラクタダイオードである。
【００１５】
すなわち、このアンテナ装置１の整合回路は、放射導体５の入力インピーダンスを給電回路２１の特性インピーダンスと整合させるためのものであるが、整合回路の構成要素である第１および第２のインダクタ６，１３がいずれも導体パターンからなるため、比較的高価で大きさも嵩張るチップインダクタは省略されて、その分、低コスト化と小型化が実現されている。また、導体パターンからなる第１および第２のインダクタ６，１３はチップインダクタに比べてＱ値が高くなるので、ロスの少ない整合回路を実現できるという性能面上の利点もある。
【００１６】
また、このアンテナ装置１は、外部接続端子８に所定の給電信号ＲＦを供給して放射導体５を励振させることにより、受信アンテナ等として動作させることができるが、その際、第１および第２の可変容量素子１０，１２に印加する同調電圧Ｖ（ＴＵＮＥ）を変化させることによって同調周波数が適宜変更できるようになっている。つまり、このアンテナ装置１は同調周波数を選択可能なチューナブルアンテナであって、広帯域の周波数に同調させることができる。
【００１７】
このように本実施形態例に係るアンテナ装置１では、整合回路の構成要素である第１および第２のインダクタ６，１３のうち、第１のインダクタ６が放射導体５と同様にチップアンテナ２の基体４の外周面に帯状の導体パターンとして形成されており、かつ、第２のインダクタ１３がアンテナ基板３にミアンダ形状の導体パターンとして形成されているため、比較的高価で大きさも嵩張るチップインダクタが整合回路から省略されている。したがって、チップアンテナ２の基体４に第１のインダクタ６と放射導体５を一括して形成できると共に、第１のインダクタ６を基体４の外周面の未使用領域を活用して形成することができ、低コスト化と小型化とが実現されている。しかも、導体パターンからなる第１および第２のインダクタ６，１３はチップインダクタに比べてＱ値が高くなるので、ロスの少ない整合回路を実現できるという性能面上の利点もある。
【００１８】
また、本実施形態例に係るアンテナ装置１は、チップアンテナ２をアンテナ基板３に実装してユニット化したモジュールとなっているため、母基板２０上への装着が容易であると共に、回路構成が異なる各種の母基板２０に適用可能であり、取扱い性や汎用性に優れたものとなっている。しかも、このアンテナ装置１は、損失正接が０．０１と小さい誘電体材料からなるアンテナ基板３を使用しているため、母基板２０がアンテナ基板３よりも損失正接の大きい安価な誘電体材料からなるもであったとしても、誘電体による損失が少ないアンテナとして動作させることができる。ただし、アンテナ専用の基板を用いてアンテナ装置１をユニット化する必要がない場合には、母基板２０にチップアンテナ２を直接実装してもよい。
【００１９】
なお、整合回路の回路構成は上記実施形態例に限定されるものではなく、例えば図２に示す整合回路から第２のインダクタ１３や第２のキャパシタ１４を省略した構成にすることも可能であるが、その場合も、チップアンテナ２の基体４の外周面に第１のインダクタ６を帯状の導体パターンとして形成しておけば、上記実施形態例とほぼ同様の効果が得られる。
【００２０】
また、上記の実施形態例では、可変容量素子１０，１２等を組み込んで同調周波数の選択を可能にしたアンテナ装置（チューナブルアンテナ）について説明したが、同調周波数の選択が不要なアンテナ装置においても、本発明を適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態例に係るアンテナ装置を母基板に実装した状態を示す外観図である。
【図２】該アンテナ装置の等価回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  アンテナ装置
２  チップアンテナ
３  アンテナ基板
４  基体
５  放射導体
６  第１のインダクタ
７ａ，７ｂ  伝送線路
８，１６  外部接続端子
９，１４  キャパシタ
１０，１２  可変容量素子
１３  第２のインダクタ
２０  母基板（外部回路基板）
２１  給電回路
【図１】
2008005313.tif 000003
【図２】
2008005313.tif 000004