(57)【要約】【課題】小型化の促進と放射効率の向上が両立できてヘリカルアンテナとして動作するチップアンテナを提供すること。【解決手段】誘電体等からなる柱状の基体２と、基体２の表面にひと続きの螺旋状導体パターンを巻装してなる放射導体３とを備え、放射導体３の一端側が給電部Ｐで他端側が開放端Ｑとなっているチップアンテナ１であって、放射導体３の開放端Ｑ側を給電部Ｐ側に比べて螺旋ピッチが狭い狭ピッチ部３ａとなしている。すなわち、この放射導体３は、給電部Ｐ側が間隙ｄ１の広い疎な螺旋状導体パターンによって形成され、開放端Ｑ側が間隙ｄ２の狭い密な螺旋状導体パターンによって形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体または磁性体からなる柱状の基体と、この基体の表面にひと続きの螺旋状導体パターンを巻装してなる放射導体とを備え、前記放射導体の一端側が給電部で他端側が開放端となっているチップアンテナであって、
前記放射導体の開放端側を給電部側よりも密に巻回された螺旋状導体パターンとなしたことを特徴とするチップアンテナ。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記放射導体は、その螺旋に沿う延伸方向の略中間位置から開放端に至る領域を、該放射導体の残余の領域よりも密に巻回された螺旋状導体パターンからなる狭ピッチ部としたことを特徴とするチップアンテナ。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記狭ピッチ部の範囲内では螺旋ピッチを一定にしたことを特徴とするチップアンテナ。
【請求項４】
請求項１の記載において、前記放射導体の螺旋ピッチを給電部近傍から開放端近傍に向かって漸減させたことを特徴とするチップアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体や磁性体からなる基体の表面に放射導体が設けられたチップアンテナに係り、特に、柱状の基体の表面にひと続きの螺旋状導体パターンを巻装して放射導体となしたモノポール型のチップアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話器等に内蔵されるアンテナ装置としてチップアンテナが多用されている。この種のチップアンテナは、誘電体または磁性体からなる基体と、基体の表面に設けられた所定形状の放射導体とを備えており、特に、柱状の基体の表面にひと続きの螺旋状導体パターンを巻装して放射導体となすことによって、ヘリカルアンテナとして動作するモノポール型のチップアンテナが広く知られている。すなわち、モノポール型のチップアンテナでは、放射導体の電気長を同調電波の自由空間波長の約１／４に設定でき、しかも基体材料の波長短縮効果によって放射導体の機械長を短く設定できるため、この放射導体を基体に螺旋状に巻装すればアンテナ全体の小型化が容易に実現できる。また、チップアンテナは回路基板への実装が容易なため実装コストも低減できる。
【０００３】
従来のこの種のチップアンテナは、基体の表面に一定の螺旋ピッチで放射導体がパターニングされており、この放射導体の一端側が給電部で他端側が開放端となっている。そして、チップアンテナを実装した回路基板側から放射導体の給電部へ所定の給電信号を供給することによって、この放射導体が励振されるようになっている。なお、チップアンテナはモノポール型なので、回路基板にはチップアンテナに隣接する領域にグラウンドパターンが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−５７３５７号公報（第４−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した従来のチップアンテナにおいて、小型化を促進するために放射導体の螺旋ピッチを狭く設定すると、不所望な電磁結合が起こりやすくなって損失が増大するため、放射効率が悪くなるという問題があった。つまり、ヘリカルアンテナとして動作する従来のチップアンテナでは、放射効率を犠牲にすることなく小型化を促進することが困難であり、同様の理由から小型化を維持しつつ放射効率を向上させることも困難であった。
【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、小型化の促進と放射効率の向上が両立できてヘリカルアンテナとして動作するチップアンテナ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に、本発明では、誘電体または磁性体からなる柱状の基体と、この基体の表面にひと続きの螺旋状導体パターンを巻装してなる放射導体とを備え、前記放射導体の一端側が給電部で他端側が開放端となっているチップアンテナであって、前記放射導体の開放端側を給電部側よりも密に巻回された螺旋状導体パターンとなした。
【０００７】
このように構成されたチップアンテナは、基体の表面に放射導体が螺旋状に巻装されてヘリカルアンテナとして動作するというものであるが、この放射導体のうち電流が小さくて電圧が大きい開放端側の領域（電界が強く働く先端側領域）だけ螺旋ピッチを狭めているので、放射導体のうち電流が大きくて電圧が小さい給電部側の領域（磁界が強く働く基端側領域）には十分広い螺旋ピッチを確保して、不所望な電磁結合による損失を回避することができ、かつ開放端側の領域の螺旋ピッチが狭いため電気長や放射面積を増大させることができる。したがって、このチップアンテナは、放射効率を犠牲にすることなく小型化を促進することが容易であり、小型化を維持しつつ放射効率を向上させることも容易である。
【０００８】
上記の構成において、放射導体は、その螺旋に沿う延伸方向の略中間位置から開放端に至る領域を、該放射導体の残余の領域よりも密に巻回された螺旋状導体パターンからなる狭ピッチ部としてあれば、放射効率を確実に向上させることができる。この場合、狭ピッチ部の範囲内では螺旋ピッチを一定にしておくことが好ましい。
【０００９】
また、上記の構成において、放射導体の螺旋ピッチを給電部近傍から開放端近傍に向かって漸減させた場合にも、ほぼ同様の効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のチップアンテナは、基体の表面に螺旋状に巻装されている放射導体のうち、開放端側の領域だけ螺旋ピッチを狭めているので、給電部側の領域には十分広い螺旋ピッチを確保して不所望な電磁結合による損失を回避することができ、かつ開放端側の領域の螺旋ピッチが狭いため電気長や放射面積を増大させることができる。それゆえ、このチップアンテナは小型化の促進と放射効率の向上を両立でき、例えば放射効率を犠牲にすることなく小型化を促進したり、あるいは小型化を維持しつつ放射効率を向上させることが容易となる。
【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は本発明の第１実施形態例に係るチップアンテナを回路基板上に実装した状態を示す概略斜視図、図２は該チップアンテナの放射効率を比較例と共に示す特性図である。
【００１２】
図１に示すチップアンテナ１は、誘電体（または磁性体）からなる柱状の基体２と、基体２の表面にひと続きの螺旋状導体パターンを巻装してなる放射導体３と、基体２の上面の一端部に配設された図示せぬ電子素子群と、給電線路４や接地線路５等によって構成されている。このチップアンテナ１は回路基板２０上の縁部に実装されて、回路基板２０側の図示せぬ給電回路等と接続される。
【００１３】
螺旋状に延伸する放射導体３は一端側が給電部Ｐで他端側が開放端Ｑとなっているが、その螺旋ピッチは均等ではなく、螺旋に沿う延伸方向の略中間位置から開放端Ｑに至る先端側の領域が狭ピッチ部３ａとなっている。すなわち、この放射導体３は給電部Ｐ側の約半分が間隙ｄ１の広い疎な螺旋状導体パターンによって形成され、開放端Ｑ側の約半分が間隙ｄ２の狭い密な螺旋状導体パターンによって形成されている。狭ピッチ部３ａの電気長は同調電波の自由空間波長λの約１／８であり、この狭ピッチ部３ａの範囲内では螺旋ピッチは一定（ｄ２が一定）である。また、狭ピッチ部３ａを除く放射導体３の残余の領域、つまり給電部Ｐ側の電気長約λ／８の領域も、その範囲内では広めの螺旋ピッチは一定（ｄ１が一定）である。
【００１４】
給電線路４は放射導体３の給電部Ｐに接続されており、この給電線路４を介して回路基板２０側から給電部Ｐへ給電信号が供給されると共に、放射導体３が受信した高周波信号が回路基板２０側の受信回路等へ供給されるようになっている。接地線路５は回路基板２０に設けられている図示せぬグラウンドパターンに接続されている。また、これら給電線路４および接地線路５は、基体２上に配設されている前記電子素子群にも接続されている。本実施形態例の場合、この電子素子群には整合回路や同調回路が含まれるため、放射導体３の共振周波数は回路基板２０側からバイアス制御信号を供給することによって変更させることができる。
【００１５】
このように構成されたチップアンテナ１は、柱状の基体２の表面に放射導体３が螺旋状に巻装されているため、給電部Ｐへ所定の給電信号を供給することによりヘリカルアンテナとして動作させることができる。そして、このチップアンテナ１は、放射導体３のうち電流が小さくて電圧が大きい開放端Ｑ側の領域を螺旋ピッチの狭い狭ピッチ部３ａとなしているため、電界が強く働く該先端側領域において電気長や放射面積を増大させることができる。また、放射導体３のうち電流が大きくて電圧が小さい給電部Ｐ側の領域には十分な螺旋ピッチが確保されているので、磁界が強く働く該基端側領域において不所望な電磁結合は起こりにくくなっている。それゆえ、このチップアンテナ１は、損失が少なくて放射効率が向上させやすく、小型化も促進しやすくなっている。
【００１６】
図２に実線で示す曲線は、チップアンテナ１の放射導体３を所定の周波数帯域（４７０〜７５０ＭＨｚ）で共振させたときの放射効率を表している。また、図２に破線で示す曲線は、放射導体の螺旋ピッチを全長に亘って均等にした比較例のチップアンテナについて、該放射導体を同じ周波数帯域で共振させたときの放射効率を表している。なお、この比較例の他の条件は全てチップアンテナ１と同等に設定されている。図２から明らかなように、放射導体３の開放端Ｑ側の領域を狭ピッチ部３ａとなしているチップアンテナ１の放射効率は、放射導体の螺旋ピッチが全長に亘って均等な比較例（従来構造）よりも確実に向上している。したがって、本実施形態例に係るチップアンテナ１は、放射効率を犠牲にすることなく小型化を促進することが容易であり、小型化を維持しつつ放射効率を向上させることも容易である。
【００１７】
なお、上記実施形態例では、放射導体３の共振周波数が変更可能な同調型のチップアンテナについて説明しているが、放射導体３の共振周波数が一定なチップアンテナであっても本発明を適用できることは言うまでもない。
【００１８】
図３は本発明の第２実施形態例に係るチップアンテナの概略平面図であって、図１と対応する部分には同一符号が付してあるため重複する説明は省略する。
【００１９】
図３に示すチップアンテナ１０では、放射導体３の螺旋ピッチを給電部Ｐ近傍から開放端Ｑ近傍に向かって漸減させている。この場合も、放射導体３の開放端Ｑ側を給電部Ｐ側よりも密に巻回された螺旋状導体パターンとなすことができるため、前述した第１実施形態例とほぼ同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るチップアンテナを回路基板上に実装した状態を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施形態例に係るチップアンテナの放射効率を比較例と共に示す特性図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るチップアンテナの概略平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１，１０  チップアンテナ
２  基体
３  放射導体
３ａ  狭ピッチ部
４  給電線路
５  接地線路
２０  回路基板
ｄ１，ｄ２  間隙
Ｐ  給電部
Ｑ  開放端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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