(57)【要約】【課題】従来のアンテナ装置は、誘電体ブロックの材料や、放射電極の材料が高価であり、また、銀ペーストの焼成、給電ピンの挿入、半田付け等、製造にも手間がかかるため、アンテナ装置の値段が高価になってしまうという問題と、誘電体ブロックの厚さのために、アンテナ装置を無線機のプリント基板上に実装した場合は、厚さが増してしまい、無線機の小型化の阻害要因になるという問題があった。【解決手段】プリント基板と、前記プリント基板の表面に配置された略矩形状の放射電極と、前記プリント基板の裏面に配置された配線層と、前記プリント基板の内層に配置されたアンテナグランドプレーン層とグランド層とを有し、前記アンテナグランドプレーン層は放射電極と対峙して配置され、前記グランド層は配線層と対峙して配置され、前記放射電極と配線層とを接続する貫通ビアと、前記グランド層と配線層とを接続する非貫通ビアを備えたアンテナ装置とする。【選択図】  図１
2013223000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板の表面に配置された略矩形状の放射電極と、
前記プリント基板の裏面に配置された配線層と、
前記プリント基板の内層に配置されたアンテナグランドプレーン層とグランド層とを有し、
前記アンテナグランドプレーン層は放射電極と対峙して配置され、
前記グランド層は配線層と対峙して配置され、
前記放射電極と配線層とを接続する貫通ビアと、
前記グランド層と配線層とを接続する非貫通ビアを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記プリント基板の裏面に、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を配置したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナグランドプレーン層は、前記放射電極より一回り大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価で低背なマイクロ波またはミリ波用のアンテナ装置に関するものであり、特にパッチアンテナに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳや、無線ＬＡＮ、ＤＳＲＣ等のマイクロ波またはミリ波用のアンテナ装置として、誘電体パッチアンテナが利用されている。図６は誘電体パッチアンテナの従来のアンテナ装置の例を示す投資斜視図である。
【０００３】
図６に示すように、従来のアンテナ装置６０は、高誘電率のセラミックス材料からなる略直方体形状の誘電体ブロック６１の上面に、銀ペーストを略矩形状に印刷した後に焼成した放射電極６２を設け、放射電極６２の中心から稍々ずれた位置に、誘電体ブロック６１を貫通する貫通孔を設け、その貫通孔に金属製の給電ピン６４を挿入し、さらに、給電ピン６４と放射電極６２とは半田付けにより電気的に接続されている。
誘電体ブロック６１は、さらにＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）等が下面側に実装されたプリント基板６３の上面側に実装される。
【０００４】
このようなアンテナ装置は、送受信回路が形成された無線機のプリント基板に実装、またはケーブル等で接続して用いるのが一般的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１１６２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したアンテナ装置は、誘電体ブロックの材料であるチタン酸バリウムやチタン酸マグネシウム、放射電極の材料である銀ペーストが高価であり、また、銀ペーストの焼成、給電ピンの挿入、半田付け等、製造にも手間がかかるため、アンテナ装置の値段が高価になってしまうという問題があった。また、誘電体ブロックの厚さのために、アンテナ装置を無線機のプリント基板上に実装した場合は、厚さが増してしまい、無線機の小型化の阻害要因になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、
プリント基板と、
前記プリント基板の表面に配置された略矩形状の放射電極と、
前記プリント基板の裏面に配置された配線層と、
前記プリント基板の内層に配置されたアンテナグランドプレーン層とグランド層とを有し、
前記アンテナグランドプレーン層は放射電極と対峙して配置され、
前記グランド層は配線層と対峙して配置され、
前記放射電極と配線層とを接続する貫通ビアと、
前記グランド層と配線層とを接続する非貫通ビアを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアンテナ装置によれば、アンテナ装置を安価なプリント基板を用いて構成する。従って製造工程を簡素化することができ、安価で低背なアンテナ装置を提供することができる。このようなアンテナ装置を用いることにより、無線機の小型、低価格化に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のアンテナ装置の一実施例を示すための断面図である。
【図２】図１の実施例における、ＬＮＡの回路図の一例である。
【図３】図１と図２に示したアンテナ装置のパターン図である。
【図４】図３のアンテナ部の特性を示すグラフである。
【図５】図３のアンテナ装置の放射パターンを３次元で表示した図である。
【図６】従来のアンテナ装置の透視斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１０】
以下、本願発明のアンテナ装置を図面を用いて説明する。図１に、本発明のアンテナ装置の一実施例を示す断面図を示す。図１に示すように、アンテナ装置１０は、絶縁基板３１、３２、３３を積層したプリント基板からなる。
【００１１】
絶縁基板３１には、一方の表面に略矩形状の放射電極２１と、他方の表面に放射電極２１より一回り広いアンテナグランドプレーン層２２とが設けられている。
絶縁基板３３には、一方の表面に配線層２４と、他方の表面にグランド層２３と、絶縁基板３３を貫通し、配線層２４とグランド層２３とを接続する非貫通ビア４１とが設けられている。
絶縁基板３１の他方の面と絶縁基板３３の他方の面との間に絶縁基板３２を挿入して一枚のプリント基板に一体化される。そして、絶縁基板３１、３２、３３を貫通し、放射電極２１と配線層２４を接続する貫通ビア４２が設けられている。
配線層２４には、ＬＮＡ（５１）が実装されている。図２は、ＬＮＡ（５１）の回路図の例である。
【００１２】
アンテナ装置１０は、放射電極２１と対峙する面にＬＮＡ（５１）を実装するための配線層２４を配置し、放射電極２１と配線層２４の間にアンテナグランドプレーン層２２と、アンテナグランドプレーン層２２と完全に分離されたグランド層２３を設けたので、特性が良好なアンテナ装置にできる。
【００１３】
絶縁基板には、例えば安価なＦＲ−４からなるプリント基板を用いることができる。
図３は、図１に示したアンテナ装置をＦＲ−４からなるプリント基板で設計した場合のパターン図の例であり、図３（ａ）は放射電極、図３（ｂ）はアンテナグランドプレーン層、図３（ｃ）はグランド層、図３（ｄ）は配線層を示す。それぞれの外形は１３ｍｍ×１３ｍｍであり、絶縁基板３１は、厚さ２．５ｍｍ、絶縁基板３２は厚さ０．２ｍｍ、絶縁基板３３は０．２ｍｍ、放射電極、アンテナグランドプレーン層、グランド層、配線層の銅箔の厚さは２５μｍである。
【００１４】
図１と図３に示すように、アンテナグランドプレーン層２２とグランド層２３とには、貫通ビア４２に対するクリアランスが予め設けられているので、非貫通ビア４２は、アンテナグランドプレーン層２２とグランド層２３とは接続されていない。
【００１５】
したがって、アンテナグランドプレーン層２２と、グランド層２３が分離され、非貫通ビア４１は、絶縁基板３１、３２を貫通しないので、放射電極がＬＮＡ部へ与える影響を最小にすることができ、特性が良好なアンテナ装置とすることができる。
【００１６】
図４は、図３に示したアンテナ装置の、アンテナ部のみの特性を示すグラフである。
図４（ａ）は利得、図４（ｂ）は放射パターン、図４（ｃ）はリターンロス、図４（ｄ）はＶＳＷＲを示す。図４より、周波数が５．８ＭＨｚのとき、利得は５．０７４［ｄＢｉ］、リターンロスは−２７［ｄＢ］、ＶＳＷＲは１．０９であった。
【００１７】
図５は、図４のアンテナ装置の放射パターンを３次元表示した図である。図５に示すように放射電極の片面側に電磁波が放射されていることがわかる。
【００１８】
上記したアンテナ装置は、安価なプリント基板を用いることができるので、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム等の誘電体セラミック材料、および、放射電極の銀ペーストが不要である。また、貫通ビアを給電ピンとすることができるので、給電ピンの挿入、給電ピンの半田付け等の工程が省略が可能である。その結果、安価で低背なアンテナ装置とすることができる。
また、アンテナ装置と、送受信回路を同一基板内に配置することができるので、無線機を小型化、低価格化することができる。
【００１９】
また、放射電極の背面にＬＮＡを配置するための配線層が配置されているので、放射電極からの信号を最短距離でＬＮＡに接続することができる。その結果、インピーダンスの不整合による特性劣化や、配線に引き回しによるノイズの影響を小さくしたアンテナ装置とすることができる。
【００２０】
また、アンテナグランドプレーン層と、グランド層を分離したので、リターンロスとＶＳＷＲを抑えた効率のよいパッチアンテナを提供することができる。
【００２１】
また、送受信回路が実装されるプリント基板の一部に形成し、同じプリント基板を共用することも可能である。
【００２２】
以上述べたように、本発明のアンテナ装置は、安価で低背なアンテナ装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０、６０  アンテナ装置
２１、６２  放射電極
２２  アンテナグランドプレーン層
２３  グランド層
２４  配線層
３１、３２、３３  基板
４１  非貫通ビア
４２  貫通ビア
５１  ＬＮＡ
６１  誘電体ブロック
６３  プリント基板
６４  給電ピン
【図１】
2013223000.tif 000003
【図２】
2013223000.tif 000004
【図４】
2013223000.tif 000005
【図６】
2013223000.tif 000006
【図３】
2013223000.tif 000007
【図５】
2013223000.tif 000008