(57)【要約】【課題】アンテナ装置の小型軽量化を有効に図り、更に、各アンテナ素子の寸法やパターン間のばらつきによるアンテナ特性の変動を抑制できるようにする。【解決手段】誘電体基板１２の中央内部に形成された主アンテナ電極１４と、誘電体基板１２の上部内部に形成された副アンテナ電極１６と、これら主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６間を接続する電磁結合電極１８とを有するアンテナ装置１０Ａにおいて、入出力端子２０に主アンテナ電極１４の後端がマッチング回路部３０を介して電気的に接続され、内層アース電極２４に副アンテナ電極１６の後端が調整用の接続電極３２を介して電気的に接続されて構成される。【選択図】図１
2005217856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板内に形成され、入出力端子にマッチング回路部を介して接続された主アンテナ電極と、
誘電体基板内に形成され、アース電極に調整用の接続電極を介して電気的に接続された副アンテナ電極と、
前記主アンテナ電極と前記副アンテナ電極とを接続する電磁結合電極とを有す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、
前記マッチング回路部は、前記入出力端子と主アンテナ電極の給電点との間に接続されたストリップライン電極を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１記載のアンテナ装置において、
前記マッチング回路部は、前記入出力端子と前記主アンテナ電極の給電点との間に接続された１つ以上の共振電極と結合電極とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
前記調整用の接続電極は、前記誘電体基板に形成された前記アース電極と前記副アンテナ電極との間に接続された接続導体を有し、
前記接続導体の幅を変更することで周波数帯域が調整されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
前記調整用の接続電極は、前記誘電体基板に形成された前記アース電極と前記副アンテナ電極との間に形成されたキャパシタンスを有し、
前記キャパシタンスを変更することで周波数帯域が調整され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、誘電体基板に主アンテナ電極と、該主アンテナ電極に対して複共振アンテナとして機能する副アンテナ電極とを有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信、無線通信の分野では、通信速度、通信容量の向上のために、広帯域の通信システムが採用されている。
【０００３】
一方、移動体通信、無線通信を行う機器に対しては、小型軽量化の要求があり、前記機器を構成する各部品単体に対しても同様（小型軽量化）の要求がある。現在、アンテナの小型化を促進できるものとして誘電体チップアンテナが注目されている。
【０００４】
誘電体チップアンテナは、誘電体基板の表面又は内部に導体ペーストを印刷するなどして形成したアンテナ電極を備えている。アンテナ電極の構成としては、アンテナのタイプに応じて、パッチ、ダイポール、モノポールなどが考えられるが、例えばモノポールアンテナの場合、誘電体基板の表面又は内部に直線状又はミアンダライン形状に引き回した線路の一端を開放にして、他端から給電することでアンテナ特性を得ている。
【０００５】
近年、市場において、各種無線端末に搭載される部品に対しても小型軽量化の要求があるが、アンテナ装置についても例外ではない。従来のチップアンテナを小型軽量化した場合、１チップ当たりのアンテナ素子は１つであるため、アンテナの帯域幅は狭くなる。ここで、アンテナの帯域を広げる手段として、複共振という手法が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００６】
これは、例えば誘電体基板の表面に給電用の主アンテナ素子と接地された無給電の副アンテナ素子とを並べて配置し、これら主アンテナ素子と副アンテナ素子間を電磁界結合させることで実現することができる。即ち、１チップ当たりにアンテナ素子を２つ設置することにより、アンテナの帯域幅を広げることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１９８１１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８６６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の複共振アンテナは、誘電体基板の表面にアンテナ素子を並べて配置する必要があるため、アンテナ素子を形成する際に必要な領域を広くとらなければならず、小型軽量化にも限界がある。
【０００９】
また、主アンテナ素子及び副アンテナ素子の各素子を別々に形成するタイプは、そもそも主アンテナ素子及び副アンテナ素子間が電磁界によって結合しているために、各アンテナ素子の寸法やパターン間のばらつきによって、アンテナ特性が大きくばらつくという問題がある。
【００１０】
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、アンテナ装置の小型軽量化を有効に図ることができると共に、各アンテナ素子の寸法やパターン間のばらつきによるアンテナ特性の変動を抑制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】
【００１１】
本発明に係るアンテナ装置は、誘電体基板内に形成され、入出力端子にマッチング回路部を介して接続された主アンテナ電極と、誘電体基板内に形成され、アース電極に調整用の接続電極を介して電気的に接続された副アンテナ電極と、前記主アンテナ電極と前記副アンテナ電極とを接続する電磁結合電極とを有することを特徴とする。ここで、電気的に接続とは、導体による直接的な接続のほか、容量結合による接続等も含む意である。
【００１２】
これにより、まず、主アンテナ電極と副アンテナ電極の複共振により、アンテナの周波数帯域幅を広げることができる。しかも、主アンテナ電極と副アンテナ電極が電磁結合電極を通じて一体化された構造となるため、アンテナ装置の形成に必要な領域を小さくすることができ、アンテナ装置の小型軽量化に有利になる。
【００１３】
また、主アンテナ電極と副アンテナ電極にて構成される実質的なアンテナの特性インピーダンスをマッチング回路部にて調整することができる。
【００１４】
ところで、アンテナの特性インピーダンスを特定の値（例えば５０オーム）に調整した場合、アンテナの形状等に依存して周波数帯域幅が変動する場合がある。
【００１５】
しかし、この発明では、マッチング回路部にて実質的なアンテナの特性インピーダンスを特定の値に調整し、併せて調整用の接続電極にて周波数帯域を調整することができる。
【００１６】
このように、アンテナ装置の小型軽量化を有効に図ることができると共に、各アンテナ素子の寸法やパターン間のばらつきによるアンテナ特性の変動を抑制することができる。
【００１７】
そして、前記マッチング回路部は、前記入出力端子と主アンテナ電極の給電点との間に接続されたストリップライン電極又は１つ以上の共振電極を有するようにしてもよい。
【００１８】
また、前記調整用の接続電極は、前記誘電体基板に形成された前記アース電極と前記副アンテナ電極との間に接続された接続導体を有し、前記接続導体の幅を変更することで周波数帯域を調整するようにしてもよい。
【００１９】
また、前記調整用の接続電極は、前記誘電体基板に形成された前記アース電極と前記副アンテナ電極との間に形成されたキャパシタンスを有し、該キャパシタンスを変更することで周波数帯域を調整するようにしてもよい。
【００２０】
なお、前記電磁結合電極は、前記誘電体基板内に形成されたビアホールにて構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
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、アンテナ装置の小型軽量化を有効に図ることができる。また、各アンテナ電極の寸法やパターン間のばらつきによるアンテナ特性の変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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７を参照しながら説明する。
【００２３】
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、複数枚の誘電体層が積層、焼成されて構成された誘電体基板１２と、該誘電体基板１２の中央内部に形成された主アンテナ電極１４と、誘電体基板１２の上部内部に形成された副アンテナ電極１６と、これら主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６間を接続するビアホール（電磁結合電極）１８とを有して構成されている。主アンテナ電極１４及び副アンテナ電極１６は、電極膜によって例えばミアンダライン形状に形成されている。
【００２４】
また、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａにおいては、誘電体基板１２の後端面に電極膜による入出力端子２０が形成され、誘電体基板１２の側面にはＧＮＤ（グランド）に接続されるアース電極２２が形成され、更に、誘電体基板１２の上部内部と下部内部に前記アース電極２２に接続される内層アース電極２４及び２６がそれぞれ形成されている。
【００２５】
そして、前記入出力端子２０に主アンテナ電極１４の後端がマッチング回路部３０を介して電気的に接続され、内層アース電極２４に副アンテナ電極１６の後端が調整用の接続電極３２を介して電気的に接続されている。なお、主アンテナ電極１４の後端が給電点３４となる。
【００２６】
つまり、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａは、図３に示すように、給電点３４を有する主アンテナ電極１４と一端がＧＮＤに接続された副アンテナ電極１６とが一体化された構成を有する。
【００２７】
そして、マッチング回路部３０は、図１及び図２に示すように、入出力端子２０に接続され、かつ、誘電体基板１２内において、上下の内層アース電極２４及び２６間に設けられたストリップライン電極４２と、該ストリップライン電極４２と主アンテナ電極１４の後端（給電点３４）とを電気的に接続するビアホール４４とを有する。
【００２８】
従って、ストリップライン電極４２の幅や延在方向等を適宜変更することによって、主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６にて構成される実質的なアンテナのインピーダンスを自由に変更でき、種々の送受信回路系に接続することが可能となる。つまり、実質的なアンテナのインピーダンスを特性インピーダンス（例えば５０オーム）に調整することができる。
【００２９】
また、ストリップライン電極４２が内層アース電極２４及び２６で挟まれた形態となるため、該ストリップライン電極４２はフィルタ効果を発揮し、例えば帯域外の信号の受信レベルを小さくすることができる。
【００３０】
また、誘電体基板１２の側面にアース電極２２を形成するようにしたので、回路基板として小さい基板を使用したとしても、アース電極全体の面積を広くとることができ、外部の影響を受けにくいものとなる。そのため、このアンテナ装置１０Ａを例えば携帯電話のアンテナ等に適用した場合においても、該携帯電話の使用形態によって特性が変化するということがなく、特性の安定化を図ることができる。
【００３１】
一方、接続電極３２は、誘電体基板１２内において、上部の内層アース電極２４と副アンテナ電極１６の後端とを電気的に接続する。つまり、接続電極３２は、内層アース電極２４と副アンテナ電極１６間に形成されたインダクタンスにて構成されている。
【００３２】
そして、この接続電極３２の幅Ｗｃを適宜変更して前記インダクタンスを変更することによって、アンテナ装置１０Ａの周波数帯域幅を調整することができる。
【００３３】
なお、中心周波数の調整は、主アンテナ電極１４や副アンテナ電極１６の物理長を調整するか、電磁結合電極１８を給電側あるいは開放端側に位置させることにより可能となる。
【００３４】
このように、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａは、主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６の複共振により、アンテナ装置１０Ａの周波数帯域幅を広げることができる。しかも、主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６が電磁結合電極１８を通じて一体化された構造となるため、アンテナ装置１０Ａの形成に必要な領域を小さくすることができ、アンテナ装置１０Ａの小型軽量化に有利になる。
【００３５】
また、主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６にて構成される実質的なアンテナ装置１０Ａの特性インピーダンスをマッチング回路部３０にて調整することができる。
【００３６】
ところで、アンテナ装置１０Ａの特性インピーダンスを特定の値（例えば５０オーム）に調整した場合、アンテナ電極の形状等に依存して周波数帯域幅が変動する場合がある。
【００３７】
しかし、この第１の実施の形態では、マッチング回路部３０にて実質的なアンテナ装置１０Ａの特性インピーダンスを特定の値に調整し、併せて接続電極３２にて周波数帯域を調整することができるため、上述のような変動は生じない。
【００３８】
つまり、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ａにおいては、アンテナ装置１０Ａ自体の小型軽量化を有効に図ることができると共に、各アンテナ電極１４及び１６の寸法やパターン間のばらつきによるアンテナ特性の変動を抑制することができる。
【００３９】
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４〜図７を参照しながら説明する。
【００４０】
この第２の実施の形態に係るアンテナ装置１０Ｂは、図４〜図７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（図１参照）とほぼ同様の構成を有するが、マッチング回路部３０と接続電極３２の各構成が異なる。
【００４１】
即ち、マッチング回路部３０は、図４〜図７に示すように、入出力端子２０に接続され、かつ、誘電体基板１２内において、上下の内層アース電極２４及び２６間に設けられた共振電極５０を有する。この共振電極５０は、その長手方向が誘電体基板１２の長手方向とほぼ直交するように形成されている。共振電極５０の一端は、誘電体基板１２の側面に形成されたアース電極２２に接続されて短絡端５０ａとされ、他端は開放端５０ｂとされている。
【００４２】
また、このマッチング回路部３０は、前記共振電極５０の少なくとも開放端５０ｂに対して誘電体層を間に挟んで一部対向して設けられた内層アース電極５２と、前記共振電極５０に対して誘電体層を間に挟んで対向して設けられた結合電極５４と、該結合電極５４の後端中央と主アンテナ電極１４の後端とを電気的に接続するビアホール５６とを有する。
【００４３】
これにより、図７に示すように、共振電極５０の開放端５０ｂの幅Ｗ１を適宜変更することで、共振電極５０のインピーダンスと共振周波数を調整することができる。また、結合電極５４の幅Ｗ２や長さＬを適宜変更することで、共振電極５０と給電点３４間の容量値を変更することができる。
【００４４】
つまり、共振電極５０の開放端５０ｂの幅Ｗ１や結合電極５４の幅Ｗ２並びに結合電極５４の長さＬを適宜変更することにより、主アンテナ電極１４と副アンテナ電極１６にて構成される実質的なアンテナのインピーダンスを自由に変更でき、種々の送受信回路系に接続することが可能となる。つまり、実質的なアンテナのインピーダンスを特性インピーダンスに調整することができる。
【００４５】
なお、内層アース電極５２は、共振電極５０の開放端５０ｂを含む部分を包含するような面積で形成されることが好ましい。これにより、製造ばらつきを抑制することができる。
【００４６】
一方、接続電極３２は、誘電体基板１２内において、上部の内層アース電極２４の下面に対して誘電体層を間に挟んで一部対向して設けられた帯域調整電極５８と、該帯域調整電極５８の後端中央と副アンテナ電極１６の後端とを電気的に接続するビアホール６０とを有する。つまり、接続電極３２は、内層アース電極２４と帯域調整電極５８間に形成されたキャパシタンスを有する。
【００４７】
そして、この内層アース電極２４と帯域調整電極５８との対向面積や距離等を適宜変更して、両電極２４及び５８間のキャパシタンスを変更することによって、アンテナ装置１０Ｂの周波数帯域幅を調整することができる。
【００４８】
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、上述した第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自体の小型軽量化を有効に図ることができると共に、各アンテナ装置１０Ｂの寸法やパターン間のばらつきによるアンテナ特性の変動を抑制することができる。
【００４９】
なお、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】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態に係るアンテナ装置を示す透視斜視図である。
【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】第１の実施の形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係るアンテナ装置を示す透視斜視図である。
【図５】第２の実施の形態に係るアンテナ装置を示す分解斜視図である。
【図６】第２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７】第２の実施の形態に係るアンテナ装置におけるマッチング回路の部分を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０Ａ、１０Ｂ…アンテナ装置        １２…誘電体基板
１４…主アンテナ電極                １６…副アンテナ電極
１８…電磁結合電極                  ２０…入出力端子
２２…アース電極                    ２４、２６、５２…内層アース電極
３０…マッチング回路部              ３２…調整用の接続電極
３４…給電点                        ５０…共振電極
５４…結合電極                      ５８…帯域調整電極
【図１】
2005217856.tif 000003
【図２】
2005217856.tif 000004
【図３】
2005217856.tif 000005
【図４】
2005217856.tif 000006
【図５】
2005217856.tif 000007
【図６】
2005217856.tif 000008
【図７】
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