(57)【要約】【課題】耐衝撃性が高くてチップアンテナが機械的な衝撃で破損しにくく、かつプリント基板の誘電損失の影響が少なくて高利得化に有利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、角柱状の基体９の表面に放射導体１０を帯状に巻装すると共に可変容量素子１１を分散させてなるチップアンテナ４を、複数個の金属脚片３を介してプリント基板２上に実装したものであり、各金属脚片３はチップアンテナ４の底面で放射導体１０に半田接合されている。また、これら金属脚片３のうちの少なくとも一部はプリント基板２上において、配線パターン５に接続された半田ランド７やダミーランドである半田ランド８に半田接合されている。チップアンテナ４を支える各金属脚片３にはばね性を生起する湾曲曲げ部３ａが形成されており、チップアンテナ４の底面とプリント基板２との間に空気層１２を介在させている。【選択図】図２
2008160738.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に、複数箇所が分断された放射導体と、この放射導体の分断箇所に直列に接続された可変容量素子とを設けてなるチップアンテナを備え、前記チップアンテナを複数の半田ランドが設けられたプリント基板上に実装し、前記放射導体に対する給電と前記可変容量素子に対する同調電圧の印加とが所定の前記半田ランドを介して行われるようにしたアンテナ装置であって、
ばね性を生起する湾曲曲げ部が形成された複数個の金属脚片を前記基体の底面側で前記放射導体に半田接合すると共に、これら金属脚片のうちの少なくとも一部を前記複数の半田ランドに半田接合することによって、前記チップアンテナを前記複数個の金属脚片で支えた状態で実装して該チップアンテナの底面と前記プリント基板との間に空気層を介在させ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、前記複数の半田ランドに電気的に孤立したダミーランドが含まれていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記金属脚片に、前記基体の底面に沿って延伸して前記放射導体に半田接合されるアンテナ取付部と、該金属脚片の両端部に存して前記プリント基板上に載置される平板状端部とが設けられており、これらアンテナ取付部と平板状端部との間に前記湾曲曲げ部が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記平板状端部が前記プリント基板上で前記基体と対向しない領域に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項３の記載において、前記平板状端部が前記プリント基板上で前記基体と対向する領域に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、前記放射導体が角柱状に形成された前記基体の表面に帯状に巻装されている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、基体に放射導体が設けられたチップアンテナをプリント基板上に実装してなるアンテナ装置に係り、特に、チップアンテナの放射導体に可変容量素子を分散させて広帯域化を図ったアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、誘電体や磁性体からなる角柱状の基体の表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、プリント基板上に実装して給電信号を供給することにより特定の周波数に同調させることができるが、同調可能な周波数帯域が狭いため、広帯域に亘って良好な受信感度を得ることはできない。
【０００３】
そこで、チップアンテナの放射導体を適宜箇所で分断して該分断箇所に可変容量素子を直列に接続しておき、プリント基板側から同調電圧を該可変容量素子に供給して容量値を変化させることにより、放射導体の共振周波数が同調電圧に応じて変化するように構成したアンテナ装置が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来提案において、チップアンテナが実装されるプリント基板には、角柱状の基体の底面側で放射導体を半田接合するための複数の半田ランドが設けられており、放射導体に対する給電と可変容量素子に対する同調電圧の印加とが所定の半田ランドを介して行われる。なお、チップアンテナが実装されるプリント基板（またはその母基板）には給電回路やバイアス回路等が配設されており、該給電回路がチップアンテナの放射導体の給電部と電気的に接続されて、該バイアス回路が直流の同調電圧を可変容量素子に供給するようになっている。このように広帯域の周波数に同調可能なチップアンテナは、携帯電話器等の携帯無線機器に容易に内蔵できると共に、テレビ放送のＵＨＦ帯用の受信アンテナなどとして使用できるため、その実用的価値は今後ますます高まるものと予想される。
【特許文献１】特開２００５−２１０５６４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】
しかしながら前述した従来のアンテナ装置では、チップアンテナの底面に露出する放射導体をプリント基板の半田ランドと半田接合させることによって該プリント基板上に該チップアンテナを面実装しているため、アンテナ装置を内蔵した電子機器に落下時等の衝撃が加わると、その衝撃力がプリント基板からチップアンテナの基体に直接作用してしまう。それゆえ、従来品は誘電体や磁性体からなる基体が機械的な衝撃によって破損しやすいという問題があった。
【０００５】
また、前述した従来のアンテナ装置では、チップアンテナがプリント基板上に密着状態で載置固定されているが、一般的にプリント基板は誘電率の高い基板材料からなり高周波の電波に対して誘電損失が大きいため、チップアンテナをプリント基板と密着させている従来品は、誘電損失によってエネルギーを失いやすいという特性上の問題があり、高利得化に不利であった。
【０００６】
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、耐衝撃性が高くてチップアンテナが機械的な衝撃で破損しにくく、かつプリント基板の誘電損失の影響が少なくて高利得化に有利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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明では、誘電体または磁性体からなる基体に、複数箇所が分断された放射導体と、この放射導体の分断箇所に直列に接続された可変容量素子とを設けてなるチップアンテナを備え、前記チップアンテナを複数の半田ランドが設けられたプリント基板上に実装し、前記放射導体に対する給電と前記可変容量素子に対する同調電圧の印加とが所定の前記半田ランドを介して行われるようにしたアンテナ装置において、ばね性を生起する湾曲曲げ部が形成された複数個の金属脚片を前記基体の底面側で前記放射導体に半田接合すると共に、これら金属脚片のうちの少なくとも一部を前記複数の半田ランドに半田接合することによって、前記チップアンテナを前記複数個の金属脚片で支えた状態で実装して該チップアンテナの底面と前記プリント基板との間に空気層を介在させるという構成にした。
【０００８】
このように構成されたアンテナ装置は、チップアンテナが複数個の金属脚片を介してプリント基板上に実装されており、各金属脚片にはばね性を生起する湾曲曲げ部が形成されているので、落下等による衝撃がプリント基板を介してチップアンテナに加わっても、その衝撃力は金属脚片の湾曲曲げ部で弱められてチップアンテナに作用することになる。つまり、プリント基板上でチップアンテナを支える複数個の金属脚片が緩衝部材として機能するため、チップアンテナの基体が機械的な衝撃で破損する危険性が少なくなって、耐衝撃性に優れた信頼性の高いアンテナ装置が得られる。しかも、チップアンテナの底面とプリント基板との間には金属脚片の高さ相当分の空気層が介在しているため、このアンテナ装置は、プリント基板の誘電損失によって失われるエネルギーが少なくて高利得化に有利である。
【０００９】
上記の構成において、金属脚片用の複数の半田ランドに電気的に孤立したダミーランドが含まれていると、プリント基板に対するチップアンテナの取付強度を高めることができる。すなわち、複数個の金属脚片のうち、放射導体に対する給電用の接続端子や可変容量素子に対する同調電圧印加用の接続端子等として兼用される所定の金属脚片は、給電回路やバイアス回路等と電気的に接続されている所定の半田ランドに半田接合されるが、接続端子としては機能しない残余の金属脚片についても、そのうちの少なくとも一部を電気的に孤立した半田ランド（ダミーランド）に半田接合しておけば、多くの金属脚片がプリント基板と機械的に接続されることになるため、チップアンテナをプリント基板上に強固に実装することができる。
【００１０】
また、上記の構成において、各金属脚片に、チップアンテナの基体の底面に沿って延伸して放射導体に半田接合されるアンテナ取付部と、該金属脚片の両端部に存してプリント基板上に載置される平板状端部とが設けられており、これらアンテナ取付部と平板状端部との間に湾曲曲げ部が形成されていると、各金属脚片を、所要のばね性を有してプリント基板上での姿勢も安定させやすい単純な形状にフォーミングすることができるため好ましい。この場合において、金属脚片の平板状端部がプリント基板上でチップアンテナの基体と対向しない領域に配置されていると、プリント基板上の半田ランドに対して対応する金属脚片の平板状端部を容易に位置合わせすることができる。また、金属脚片の平板状端部がプリント基板上でチップアンテナの基体と対向する領域に配置されていると、チップアンテナの実装面積を縮小することができる。
【００１１】
また、上記の構成において、放射導体は基体の一面に例えばミアンダ状のように平面的に形成されたものであってもよいが、放射導体が角柱状に形成された基体の表面に帯状に巻装されていと、チップアンテナを小型化することができて好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアンテナ装置は、プリント基板上でチップアンテナを支える複数個の金属脚片にばね性を生起する湾曲曲げ部が形成されており、これら金属脚片がチップアンテナの緩衝部材として機能するため、耐衝撃性が高まってチップアンテナが機械的な衝撃で破損しにくくなっている。また、チップアンテナの底面とプリント基板との間には金属脚片の高さ相当分の空気層が介在しているため、プリント基板の誘電損失によって失われるエネルギーが少なくて高利得化に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図、図２は該アンテナ装置の側面図である。これらの図に示すアンテナ装置１は、プリント基板２上に複数個の金属脚片３を介してチップアンテナ４を実装したものであり、各金属脚片３がチップアンテナ４の底面に一体化されている。
【００１４】
プリント基板２上には、配線パターン５やグラウンドパターン６が設けられていると共に、一部の金属脚片３を半田接合するための半田ランド７，８が設けられている。また、プリント基板２の図示せぬ領域にはチューナ等の電子回路部が配設されており、この電子回路部の給電回路やバイアス回路等から配線パターン５が導出されている。複数の半田ランド７，８のうち、半田ランド７は配線パターン５の先端部に形成されており、各半田ランド７には接続端子を兼ねた金属脚片３が半田接合されている。また、半田ランド８は電気的に孤立したダミーランドであって、各半田ランド８には接続端子として機能しない金属脚片３が半田接合されている。
【００１５】
チップアンテナ４は、誘電体または磁性体からなる角柱状の基体９の表面に、帯状（螺旋状）に巻装されて複数箇所が分断された放射導体１０と、この放射導体１０の分断箇所に直列に接続された可変容量素子１１とを設けたものである。このチップアンテナ４は、予めプリント基板２に実装する前に、基体９の底面側に露出する放射導体１０に複数個の金属脚片３を半田接合して一体化しておく。そして、これら金属脚片３のうちの一部を半田ランド７，８に半田接合することによって、各金属脚片３に支えられた状態でチップアンテナ４がプリント基板２上に実装される。したがって、図２から明らかなように、実装後のチップアンテナ４の底面とプリント基板２との間には金属脚片３の高さ相当分の空気層１２が介在している。こうして実装されたチップアンテナ４は、放射導体１０に対する給電と、可変容量素子１１に対する同調電圧の印加とが、給電回路やバイアス回路に接続されている所定の半田ランド７を介して行われるようになっており、広帯域の周波数に同調可能である。
【００１６】
複数個の金属脚片３はすべて同じ形状にフォーミングされている。すなわち、各金属脚片３は、所定の長さの直線状金属片を図２に示すような凸状にフォーミングしたものである。この金属脚片３の両端近傍はＳ字状に折り曲げられてばね性を生起する湾曲曲げ部３ａとなっており、これら一対の湾曲曲げ部３ａの上端どうしを連結する直線状部分は、基体９の底面に沿って延伸して放射導体１０に半田接合されるアンテナ取付部３ｂとなっている。また、この金属脚片３の両端部は、湾曲曲げ部３ａの下端から外方へ延びてプリント基板２上に載置される平板状端部３ｃとなっており、これら一対の平板状端部３ｃはプリント基板２上で基体９と対向しない領域に配置される。ただし、所定の平板状端部３ｃはプリント基板２の半田ランド７上または半田ランド８上に載置されて半田接合される。
【００１７】
このように構成されるアンテナ装置１は、チップアンテナ４が複数個の金属脚片３を介してプリント基板２上に実装されており、各金属脚片３にはばね性を生起する湾曲曲げ部３ａが形成されているため、落下等による衝撃がプリント基板２を介してチップアンテナ４に加わっても、その衝撃力は金属脚片３の湾曲曲げ部３ａで弱められてチップアンテナ４に作用することになる。つまり、プリント基板２上でチップアンテナ４を支える複数個の金属脚片３が緩衝部材（ダンパ）として機能するため、耐衝撃性が高まって、チップアンテナ４の角柱状の基体９が機械的な衝撃で破損する危険性が少なくなっている。また、このアンテナ装置１は、チップアンテナ４の底面とプリント基板２との間に金属脚片３の高さ相当分の空気層１２を介在させた状態で実装されているので、プリント基板２の誘電損失によって失われるエネルギーが少なくて高利得化に有利である。
【００１８】
また、本実施形態例に係るアンテナ装置１では、複数個の金属脚片３のうち、放射導体１０に対する給電用の接続端子や可変容量素子１１に対する同調電圧印加用の接続端子として兼用される所定の金属脚片３を、給電回路やバイアス回路と電気的に接続されている半田ランド７と半田接合しているだけでなく、接続端子として機能しない別の金属脚片３を電気的に孤立した半田ランド（ダミーランド）８と半田接合しているので、プリント基板２に対するチップアンテナ４の取付強度が高まっている。なお、金属脚片３の個数や配置は本実施形態例に限定されるものではなく、適宜選択可能である。
【００１９】
また、金属脚片３の形状や大きさも適宜選択可能であるが、このアンテナ装置１のように凸状に折り曲げた金属脚片３を用いると、各金属脚片３を、所要のばね性を有してプリント基板２上での姿勢も安定させやすい単純な形状にフォーミングすることができる。また、このアンテナ装置１の場合、金属脚片３の平板状端部３ｃがプリント基板２上で基体９と対向しない領域に配置されるため、プリント基板２上の半田ランド７，８に対して対応する金属脚片３の平板状端部３ｃを容易に位置合わせすることができる。
【００２０】
図３は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の側面図であって、図２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。
【００２１】
図３に示すアンテナ装置２０は、金属脚片３の長さが前述した第１実施形態例（アンテナ装置１）よりも若干短いため、その両端部の平板状端部３ｃがプリント基板２の側方へはみ出していない。つまり、このアンテナ装置２０では、第１実施形態例のアンテナ装置１に比して金属脚片３のアンテナ取付部３ｂの長さが若干短く形成してあるため、平板状端部３ｃがプリント基板２上で基体９と対向する領域に配置されている。そのため、このアンテナ装置２０は、プリント基板２上でのチップアンテナ４の実装面積が縮小されている。
【００２２】
図４は本発明の第３実施形態例に係るアンテナ装置の側面図であって、図２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。
【００２３】
図４に示すアンテナ装置３０は、金属脚片３の形状が前述した第１実施形態例（アンテナ装置１）と大きく異なっている。つまり、このアンテナ装置３０の金属脚片３は、その両端近傍にＵ字状に折り曲げられてばね性を生起する湾曲曲げ部３ａが形成されており、両端部の平板状端部３ｃが湾曲曲げ部３ａの下端から内方へ延びているため、各平板状端部３ｃはプリント基板２上で基体９と対向する領域に配置されている。そのため、このアンテナ装置３０も第２実施形態例のアンテナ装置２０と同様に、プリント基板２上でのチップアンテナ４の実装面積が縮小されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の側面図である。
【図４】本発明の第３実施形態例に係るアンテナ装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１，２０，３０  アンテナ装置
２  プリント基板
３  金属脚片
３ａ  湾曲曲げ部
３ｂ  アンテナ取付部
３ｃ  平板状端部
４  チップアンテナ
５  配線パターン
６  グラウンドパターン
７  半田ランド
８  半田ランド（ダミーランド）
９  基体
１０  放射導体
１１  可変容量素子
１２  空気層
【図１】
2008160738.tif 000003
【図２】
2008160738.tif 000004
【図３】
2008160738.tif 000005
【図４】
2008160738.tif 000006