(57)【要約】【課題】簡単な構造で表面実装が可能な誘電体平面パッチアンテナを提供する。【解決手段】誘電体基板１１の表面に放射電極１２を、裏面のほぼ全面に接地電極１３を具えたパッチアンテナにおいて、誘電体基板の裏面に、接地電極に囲まれるとともに接地電極とは絶縁されて放射電極と対向する、入出力ポートとなる導体パターン１４を形成する。プリント配線基板１６上に搭載されて、接地電極１３はプリント配線基板１６の表面の接地（アース）パターンと接続される。入力ポートとなる導体パターン１４はスルーホール１７に充填された導体でプリント配線基板１６の裏面の信号線１８と接続されて給電される【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の表面に放射電極を、裏面のほぼ全面に接地電極を具えたパッチアンテナにおいて、
誘電体基板の裏面に、接地電極とは絶縁されて放射電極と対向する、入出力ポートとなる導体パターンを具えたことを特徴とするパッチアンテナ。
【請求項２】
誘電体基板の表面に放射電極を、裏面のほぼ全面に接地電極を具えたパッチアンテナにおいて、
誘電体基板の裏面に、接地電極に囲まれるとともに接地電極とは絶縁されて放射電極と対向する、入出力ポートとなる導体パターンを具えたことを特徴とするパッチアンテナ。
【請求項３】
誘電体基板がプリント配線基板に搭載され、上記導体パターンがスルーホールを介してプリント配線基板の信号線と接続された請求項１または請求項２記載のパッチアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ用などとして利用されているパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）の構造に係るもので、特に、表面実装が可能なパッチアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パッチアンテナは、誘電体基板の表面に放射電極を設けて給電点と信号線とを接続し、誘電体基板の裏面には全面に接地（グラウンド）電極を設けた構造となっている。給電点を信号線と接続するために、誘電体基板にスルーホールを形成してしてピンを挿入する方法が採られていた。
【０００３】
スルーホールにピンを挿入する構造では表面実装を行うことが難しい。そこで、誘電体基板の側面に給電用の導体を形成し、これを放射電極と接続するとともに、この導体をプリント配線基板上の信号線と接続する構造が考えられている。これによって表面の放射電極（パッチ）を励振するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような側面の導体を介して励振する構造は、導体パターンの構造が複雑になるとともに、その導体の形成の工程が必要となるので工数、コストの増加は避けられない。本発明は、簡単な構造で表面実装が可能な誘電体平面パッチアンテナを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、放射電極への給電線（信号線）の結合構造を換えて、入力ポートを対向させて、容量的に結合させて給電する構造を採用することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００６】
すなわち、誘電体基板の表面に放射電極を、裏面のほぼ全面に接地電極を具えたパッチアンテナにおいて、誘電体基板の裏面に、接地電極に囲まれるとともに接地電極とは絶縁されて放射電極と対向する、入出力ポートとなる導体パターンを具えたことに特徴を有するものである。
【０００７】
放射電極と接地電極および入力ポートとなる導体パターンが形成された誘電体基板がプリント配線基板に搭載され、上記導体パターンがスルーホールを介してプリント配線基板の信号線と接続されて入出力の結合が得られるとともに、表面実装構造が実現する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明によるパッチアンテナの構成要素は次のとおりである。
▲１▼誘電体基板
▲２▼放射電極（パッチ）
▲３▼接地電極（グラウンド電極）
▲４▼入力ポートとなる導体パターン
▲３▼の接地電極と▲４▼の導体パターンがプリント配線基板上に形成された配線パターンと接続されて表面実装構造が実現する。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例を示す正面断面図で、アンテナ素子をプリント配線基板に搭載した状態を示している。
【００１０】
アンテナ素子は、誘電率が２０程度の誘電体基板１１の表面に放射電極（パッチ）１２を形成し、裏面に接地電極１３と入力ポートとなる導体パターン１４を形成したものである。図２に示したように放射電極１２は誘電体基板１１の表面の中央に正方形に形成されている。
【００１１】
誘電体基板１１の裏面は図３に示したように、ほぼ全面に接地電極１３が形成される。接地電極１３に囲まれ、接地電極１３とは絶縁された導体パターン１４が放射電極と対向する位置に形成される。これらの電極や導体パターンはセラミック誘電体に導体ペーストを印刷して焼付ける方法で形成されるが、めっきを併用することもある。
【００１２】
上記のアンテナ素子を、図１に示したように、プリント配線基板１６上に搭載する。接地電極１３はプリント配線基板１６の表面の接地（アース）パターンと接続される。入力ポートとなる導体パターン１４はスルーホール１７に充填された導体でプリント配線基板１６の裏面の信号線１８と接続されて給電されることになる。
【００１３】
上記のような構造のパッチアンテナのサンプルを以下のように作製した。縦横２２ｍｍ、厚さ３ｍｍで誘電率が２０のセラミック誘電体基板を用いた。１２×１２ｍｍの正方形の放射電極を誘電体基板の表面の中央に形成した。
【００１４】
裏面は、ぼぼ全面に接地電極を形成するが、縦横方向の中心線の交点（中心）からその一方の中心線方向に３．５ｍｍずれた位置を入力ポートとなる導体パターンの中心位置とした。ここに直径３ｍｍの導体パターンを形成し、その周囲は誘電体を露出させた。誘電体の露出部分の外径が７ｍｍとなるようにした。
【００１５】
このサンプルの特性を図４に示した。リターンロス特性をみると、２．４ＧＨｚ帯に１７ｄＢ程度のリターンロスを示しており、この周波数帯でアンテナとして利用できることが確認された。
【００１６】
入力ポートとなる導体パターンの位置と形状は任意に選択することができる。図５に導体パターンの形状の例をいくつか示した。この位置とサイズによって放射電極と整合を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、入出力構造として給電ピンを使用しないので、プリント配線基板への表面実装が可能となる。また、誘電体基板の表裏面に導体膜を形成するたけでよく、作製が容易でコストの削減も可能となる。さらに、入力ポートとなる導体パターンの大きさ、接地導体（グラウンド導体）との間隔を調整することなどにより、誘電体基板の底面の任意の位置で整合させることが可能となるので、設計の自由度、実装の自由度が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す正面断面図
【図２】本発明の実施例を示す斜視図
【図３】本発明の実施例を示す斜視図
【図４】本発明によるパッチアンテナの特性の説明図
【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図
【符号の説明】
１１：誘電体基板
１２：放射電極（パッチ）
１３：接地電極（グラウンド電極）
１４：導体パターン（入力ポート）
１６：プリント配線基板
１７：スルーホール
１８：信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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