(57)【要約】【課題】アンテナの実装ばらつきによる周波数変動の抑制をアンテナの大きさを維持したまま、かつ、実効実装面積を変えることなく実現させる。【解決手段】アンテナ装置１０Ａは、誘電体基板１２の実装面１２ａのうち、アンテナ１４の開放端部分１４ａに対応する部分がランド２２を介して配線基板１６に例えばろう付けあるいは半田付けにて固着され、誘電体基板１２の実装面１２ａのうち、アンテナ１４の給電部に対応する部分が接地電極１８に例えばろう付けあるいは半田付けにて固着される。そして、誘電体基板１２のうち、アンテナ１４の開放端部分１４ａとランド２２の一部（誘電体基板１２の実装面１２ａに接する部分）とに対向した位置に電極２４が形成されている。【選択図】図５
2005252966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上にランドを介して固着される誘電体基板と、該誘電体基板に形成されたアンテナとを有するアンテナ装置において、
前記誘電体基板のうち、前記アンテナと前記ランドとの間に１以上の電極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２】
請求項１記載のアンテナ装置において、
前記誘電体基板の実装面のうち、前記アンテナの開放端に対応する部分が前記ランドを介して前記配線基板に固着されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアンテナ装置において、
前記１以上の電極は、前記誘電体基板のうち、前記アンテナの開放端部分に対向した位置に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記載のアンテナ装置において、
前記１以上の電極は、その電極面が前記アンテナの形成面と平行であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載のアンテナ装置において、
前記１以上の電極の面積は、前記アンテナの開放端部分と前記ランドとのオーバーラップ面積よりも大きい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項に記載のアンテナ装置において、
前記１以上の電極のすべてあるいは一部の電極と前記ランドとが接続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、誘電体基板に電極膜によるアンテナパターンを形成したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アンテナ装置の小型化並びに通信機器の小型化を図るために、例えば誘電体基板の表面に電極膜によるアンテナパターンを形成したものが多数提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
これらのアンテナ装置の多くは、配線基板に例えばランドを介して実装するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４１７２２号公報
【特許文献２】特開平９−１６２６３３号公報
【特許文献３】特開平１０−３２４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、携帯電話やＩＣカード等に用いられているアンテナのうち、実装面の全域あるいは一部が接地面（ＧＮＤ面）にはかからずに、その一部のみが接地面にかかるいわゆる非ＧＮＤ面実装型のアンテナは、狭い実装面積という制約からアンテナと接地面との間で形成される容量を無視できない。
【０００６】
従って、実装のばらつきにより、アンテナの周波数がずれるという問題が発生する。
【０００７】
この問題を解決するために、従来では、アンテナ帯域を広げたり、アンテナを接地面から遠ざけたりする手法を採用していたが、これらの手法は、アンテナ自体が大きくなることや、実効実装面積が増加する等といった小型化には背反する手法であった。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、アンテナの実装ばらつきによる周波数変動の抑制をアンテナの大きさを維持したまま、かつ、実効実装面積を変えることなく実現することができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るアンテナ装置は、配線基板上にランドを介して固着される誘電体基板と、該誘電体基板に形成されたアンテナとを有するアンテナ装置において、前記誘電体基板のうち、前記アンテナと前記ランドとの間に１以上の電極が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
具体的には、前記誘電体基板の実装面のうち、前記アンテナの開放端に対応する部分が前記ランドを介して前記配線基板に固着されるようにしてもよい。
【００１１】
この場合、前記１以上の電極は、前記誘電体基板のうち、前記アンテナの開放端部分に対向した位置に形成されていてもよい。また、前記１以上の電極は、その電極面が前記アンテナの形成面と平行であってもよい。また、前記１以上の電極のすべてあるいは一部の電極と前記ランドとが接続されていてもよい。前記１以上の電極の面積は、前記アンテナの開放端部分と前記ランドとのオーバーラップ面積よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
ここで、本発明の作用を説明する。まず、アンテナとランド間に１つの電極を形成した場合を想定すると、アンテナとランド間の容量は、アンテナと電極間の容量と電極とランド間の容量の合成容量となり、そのうち、アンテナと電極間の容量はアンテナ装置の実装ばらつきに影響されずほぼ固定である。また、前記合成容量は、従来のアンテナ装置（電極が介在していない構成）におけるアンテナとランド間の容量と同じである。
【００１３】
従って、アンテナ装置の実装ばらつきによって、ランドに対するアンテナの位置がずれた場合、従来の構成では、実装ずれに応じてアンテナとランド間の容量全体が変動することになるが、本発明の構成では、アンテナとランド間の容量のうちの一部の容量（電極とランド間の容量）のみが変動することになる。つまり、アンテナ装置の実装ずれに伴うアンテナとランド間の容量の変動は、従来の場合よりも小さくなる。
【００１４】
このように、アンテナ装置に実装ばらつきがあったとしても、アンテナとＧＮＤ間の容量の変動が小さいものとなるため、アンテナの周波数変動も小さいものとなる。その結果、アンテナ帯域を広げたり、アンテナを接地面から遠ざけたりする必要がなくなる。
【００１５】
従って、本発明においては、アンテナの実装ばらつきによる周波数変動の抑制をアンテナの大きさを維持したまま、かつ、実効実装面積を変えることなく実現することができる。
【００１６】
特に、前記１以上の電極のすべてあるいは一部の電極と前記ランドとを接続することにより、アンテナとランド間の容量は、実質的にアンテナと電極間の容量だけとなる。しかも、アンテナと電極間の容量はアンテナ装置の実装ばらつきに影響されずほぼ固定であるから、アンテナ装置の実装ずれに伴うアンテナとランド間の容量の変動はほとんどなくなる。
【００１７】
なお、アンテナとランド間に介在される電極の数が多くなればなるほど、アンテナとランド間の容量のうち、アンテナ装置の実装ばらつきに影響されない容量が増え、それに応じて実装ばらつきに対する周波数変動の抑制効果をさらに向上させることができるが、電極間の距離の最適化、誘電体基板の積層方向の長さ、工数の最適化等を考慮して電極の数を決定することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナの実装ばらつきによる周波数変動の抑制をアンテナの大きさを維持したまま、かつ、実効実装面積を変えることなく実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るアンテナ装置の実施の形態例を図１〜図９を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａは、図１及び図２に示すように、複数の誘電体層が積層、焼成されて構成された誘電体基板１２に、アンテナ１４が形成されて構成されている。
【００２１】
アンテナ１４は、誘電体基板１２の上面又は該上面から１層又は２層下の誘電体層上に電極膜により、例えばミアンダライン形状に形成されている。
【００２２】
このアンテナ装置１０Ａは、例えば図２及び図３に示すように、配線基板１６に実装されて使用される。この配線基板１６は、接地電極１８が１つのコーナー部２０を除いてほぼ全面に形成されている。ここで、方向について定義付けしておく。図３において、配線基板１６の短辺に沿った方向をＸ軸方向、配線基板１６の長辺に沿った方向をＹ軸方向とする。
【００２３】
アンテナ装置１０Ａは、図２及び図３に示すように、配線基板１６のうち、接地電極１８が形成されていない前記１つのコーナー部２０に実装されることになる。具体的には、誘電体基板１２の実装面１２ａ（下面）のうち、アンテナ１４の開放端部分１４ａに対応する部分がランド２２を介して配線基板１６の前記コーナー部２０に例えばろう付けあるいは半田付けにて固着される。なお、図２において、ろう付けあるいは半田付けによるろう材あるいは半田層の表示を省略する。
【００２４】
そして、この第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａは、図１及び図２に示すように、誘電体基板１２のうち、アンテナ１４とランド２２との間に電極２４が形成されて構成されている。具体的には、前記電極２４は、ＧＮＤとは直流的にフローティング状態とされ、誘電体基板１２のうち、アンテナ１４の開放端部分１４ａとランド２２の一部（誘電体基板１２の実装面１２ａに接する部分）とに対向した位置に形成され、その電極面は、アンテナ１４やランド２２の形成面と平行とされている。
【００２５】
また、電極２４の面積は、図４に示すように、アンテナ１４の開放端部分１４ａとランド２２とのオーバーラップ面積（斜線で示す範囲）よりも大きく設定されている。好ましくは、電極２４の面積（一点鎖線で示す範囲）をＡ、アンテナ１４の開放端部分１４ａとランド２２とのオーバーラップ面積（斜線で示す範囲）をＢ、該面積Ｂにアンテナ装置１０Ａの実装ばらつきによるＸ軸方向及びＹ軸方向の最大ずれ量δｘ及びδｙによる面積を付加した面積をＣ（二点鎖線で示す範囲）としたとき、
Ｃ＞Ｂ
の関係を有するように電極２４の面積を設定すればよい。
【００２６】
ここで、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａに基づく実施例１の作用を比較例１と共に説明する。なお、実施例１は、図５Ａに模式的に示すように、アンテナ１４とランド２２間に１つの電極２４が介在した構成を有し、比較例１は、図５Ｂに示すように、アンテナ１４とランド２２間に電極２４が介在していない構成を示す。
【００２７】
まず、例えばアンテナ１４とＧＮＤ間にランド２２を介して容量が形成されている場合を想定したとき、比較例１の場合、図５Ｂに示すように、ランド２２と接地電極１８間に容量Ｃ１が形成され、アンテナ１４とランド２２間に容量Ｃ２が形成されることになる。そして、アンテナ装置１０Ａの実装ばらつきによってアンテナ１４とランド２２間の対向面積が変化した場合、アンテナ１４とランド２２間の容量Ｃ２が例えば変化率δｃにてばらつくことになる。この場合の合成容量（開放端容量）Ｃｏは、
【数１】
2005252966.tif 000003
となる。
【００２８】
一方、実施例１は、アンテナ１４とランド２２間に電極２４が介在することから、図５Ａに示すように、ランド２２と接地電極１８間に容量Ｃ１が形成され、アンテナ１４と電極２４間に容量Ｃ２１が形成され、電極２４とランド２２間に容量Ｃ２２が形成されることになる。そして、アンテナ装置１０Ａの実装ばらつきによって、誘電体基板１２のランド２２に対する実装位置がずれた場合、ランド２２と電極２４間の容量Ｃ２２が例えば変化率δｃにてばらつくことになる。この場合の合成容量（開放端容量）Ｃｎは、
【数２】
2005252966.tif 000004
となる。
【００２９】
実際に、数値を当てはめて、実施例１及び比較例１の特性を見てみると、ランド２２と接地電極１８間の容量Ｃ１＝０．１［ｐＦ］、比較例１におけるアンテナ１４とランド２２間の容量Ｃ２＝１．０［ｐＦ］、実施例１におけるアンテナ１４と電極２４間の容量Ｃ２１＝２．０［ｐＦ］、実施例１における電極２４とランド２２間の容量Ｃ２２＝２．０［ｐＦ］とし、容量ばらつき＝０．５〜１．５（％）としたときの実施例１及び比較例１における合成容量（開放端容量）Ｃｎ及びＣｏの変化率は図６のようになった。この図６において、破線Ａが実施例１の特性を示し、実線Ｂが比較例１の特性を示す。
【００３０】
この図６から、実施例１の容量ばらつきに対する合成容量Ｃｎの変動は、比較例１の場合よりも小さいことがわかる。
【００３１】
このように、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａにおいては、アンテナ１４とランド２２間の容量は、アンテナ１４と電極２４間の容量Ｃ２１と電極２４とランド２２間の容量Ｃ２２の合成容量となり、そのうち、アンテナ１４と電極２４間の容量Ｃ２１はアンテナ装置１０Ａの実装ばらつきに影響されずほぼ一定である。また、前記合成容量（容量Ｃ２１とＣ２２の合成容量）は、比較例１（電極２４が介在していない構成）におけるアンテナ１４とランド２２間の容量Ｃ２と同じである。
【００３２】
従って、アンテナ装置１０Ａの実装ばらつきによって、ランド２２に対するアンテナ１４の位置がずれた場合、従来の構成では、実装ずれに応じてアンテナ１４とランド２２間の容量全体が変動することになるが、第１の実施の形態の構成では、アンテナ１４とランド２２間の容量のうちの一部の容量（電極２４とランド２２間の容量Ｃ２２）のみが変動することになる。つまり、アンテナ装置１０Ａの実装ずれに伴うアンテナ１４とランド２２間の容量の変動は、従来の場合よりも小さくなる。
【００３３】
このことから、アンテナ装置１０Ａに実装ばらつきがあったとしても、アンテナ１４と接地電極１８間の容量の変動が小さいものとなるため、アンテナ１４の周波数変動も小さいものとなる。その結果、アンテナ帯域を広げたり、アンテナ１４を接地電極１８から遠ざけたりする必要がなくなる。
【００３４】
従って、第１の実施の形態においては、アンテナ１４の実装ばらつきによる周波数変動の抑制をアンテナ１４の大きさを維持したまま、かつ、実効実装面積を変えることなく実現することができる。
【００３５】
次に、第２の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｂについて図７Ａ〜図８を参照しながら説明する。
【００３６】
この第２の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｂは、図７Ａに模式的に示すように、上述した第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、ランド２２が直接接地電極１８（ＧＮＤ）に接続されている点で異なる。
【００３７】
ここで、第２の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｂに基づく実施例２の作用を比較例２と共に説明する。なお、比較例２は、図７Ｂに模式的に示すように、アンテナ１４とランド２２間に電極２４が介在していない構成を示す。
【００３８】
この比較例２では、図７Ｂに示すように、アンテナ１４とランド２２（接地電極１８）間に容量Ｃ３が形成されることになる。そして、アンテナ装置１０Ｂの実装ばらつきによってアンテナ１４とランド２２間の対向面積が変化した場合、アンテナ１４とランド２２間の容量Ｃ３が例えば変化率δｃにてばらつくことになる。この場合の合成容量（開放端容量）Ｃｏは、
【数３】
2005252966.tif 000005
となる。
【００３９】
一方、実施例２は、アンテナ１４とランド２２間に電極２４が介在することから、図７Ａに示すように、アンテナ１４と電極２４間に容量Ｃ３１が形成され、電極２４とランド２２間に容量Ｃ３２が形成されることになる。そして、アンテナ装置１０Ｂの実装ばらつきによって、誘電体基板１２のランド２２に対する実装位置がずれた場合、ランド２２と電極２４間の容量Ｃ３２が例えば変化率δｃにてばらつくことになる。この場合の合成容量（開放端容量）Ｃｎは、
【数４】
2005252966.tif 000006
となる。
【００４０】
実際に、数値を当てはめて、実施例２及び比較例２の特性を見てみると、比較例２におけるアンテナ１４とランド２２間の容量Ｃ３＝１．０［ｐＦ］、実施例２におけるアンテナ１４と電極２４間の容量Ｃ３１＝２．０［ｐＦ］、実施例２における電極２４とランド２２間の容量Ｃ３２＝２．０［ｐＦ］とし、容量ばらつき＝０．５〜１．５としたときの実施例２及び比較例２における合成容量（開放端容量）Ｃｎ及びＣｏの変化率は図８のようになった。この図６において、破線Ｃが実施例２の特性を示し、実線Ｄが比較例２の特性を示す。
【００４１】
この図８から、実施例２の容量ばらつきに対する合成容量Ｃｎの変動は、比較例２の場合よりも小さいことがわかる。
【００４２】
このように、この第２の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｂにおいても、上述の第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａと同様に、アンテナ装置１０Ｂに実装ばらつきがあったとしても、アンテナ１４と接地電極１８間の容量の変動が小さいものとなるため、アンテナ１４の周波数変動も小さいものとなる。その結果、アンテナ帯域を広げたり、アンテナ１４を接地電極１８から遠ざけたりする必要がなくなる。
【００４３】
次に、第３の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｃについて図９を参照しながら説明する。
【００４４】
この第３の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｃは、図９に示すように、上述の第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、誘電体基板１２の側面のうち、アンテナ１４の開放端と対向する側面に端面電極３０が形成され、該端面電極３０を介してランド２２と電極２４とが電気的に接続されている点で異なる。
【００４５】
この場合、アンテナ１４とランド２２間の容量は、実質的にアンテナ１４と電極２４間の容量Ｃ２１だけとなる。しかも、この容量Ｃ２１はアンテナ装置１０Ｃの実装ばらつきに影響されずほぼ固定であるから、アンテナ装置１０Ｃの実装ずれに伴うアンテナ１４とランド２２間の容量の変動はほとんどなくなる。
【００４６】
なお、上述の第１〜第３の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａ〜１０Ｃにおいては、アンテナ１４とランド２２間に介在される電極２４の数が多くなればなるほど、アンテナ１４とランド２２間の容量のうち、アンテナ装置１０Ａ〜１０Ｃの実装ばらつきに影響されない容量が増え、それに応じて実装ばらつきに対する周波数変動の抑制効果をさらに向上させることができるが、各電極２４間の距離の最適化、誘電体基板１２の積層方向の長さ、工数の最適化等を考慮して電極２４の数を決定することが望ましい。
【００４７】
この発明に係るアンテナ装置は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１の実施の形態に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係るアンテナ装置を示す縦断面図である。
【図３】配線基板にアンテナ装置を実装した状態を示す説明図である。
【図４】アンテナ装置に形成されるアンテナの開放端部分と電極とランドの位置関係を示す説明図である。
【図５】図５Ａは実施例１を模式的に示す説明図であり、図５Ｂは比較例１を模式的に示す説明図である。
【図６】実施例１と比較例１の容量ばらつきに対する合成容量（開放端容量）の変化率を示す特性図である。
【図７】図７Ａは第２の実施の形態に係るアンテナ装置（実施例２）を模式的に示す説明図であり、図７Ｂは比較例２を模式的に示す説明図である。
【図８】実施例２と比較例２の容量ばらつきに対する合成容量（開放端容量）の変化率を示す特性図である。
【図９】第３の実施の形態に係るアンテナ装置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０Ａ〜１０Ｃ…アンテナ装置            １２…誘電体基板
１４…アンテナ                          １４ａ…開放端部分
１６…配線基板                          １８…接地電極
２２…ランド                            ２４…電極
３０…端面電極
【図１】
2005252966.tif 000007
【図２】
2005252966.tif 000008
【図３】
2005252966.tif 000009
【図４】
2005252966.tif 000010
【図５】
2005252966.tif 000011
【図６】
2005252966.tif 000012
【図７】
2005252966.tif 000013
【図８】
2005252966.tif 000014
【図９】
2005252966.tif 000015