(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ動作を行う放射電極が誘電体基体に形成されて成るアンテナ部と、このアンテナ部が搭載される基板とを有するアンテナ構造において、アンテナ部が搭載される基板面にはグランド電極が形成されており、アンテナ部の誘電体基体には、放射電極として、信号供給源から信号が供給される給電放射電極と、この給電放射電極を介し間接的に信号を受けて給電放射電極と複共振状態を作り出す無給電放射電極とが形成されており、それら給電放射電極と無給電放射電極は、それぞれ、（２ｎ−１）・λ／４（ｎは自然数）の電気長を有するλ／４タイプの放射電極と成し、当該給電放射電極と無給電放射電極は、それぞれ、一端部が基板のグランド電極の端部に電気的に接続されており、基板のグランド電極は、アンテナ部の給電放射電極および無給電放射電極と共に、アンテナとして機能する構成と成しており、基板のグランド電極には、アンテナ部が搭載される領域の一部分に、グランド抜き部が形成され、このグランド抜き部はその全周がグランド電極により囲まれており、アンテナ部底面にはグランド電極が形成され、このアンテナ部底面のグランド電極には、基板実装時に基板のグランド抜き部の全てを含む基板のグランド抜き部以上の面積のグランド抜き部が形成されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
グランド電極のグランド抜き部は、基板の表面から裏面に貫通する貫通孔により構成されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項３】
基板の端部にアンテナ部が搭載されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ構造。
【請求項４】
誘電体基体は、樹脂とセラミックスとの混合材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項５】
アンテナ部は、インサート成形手法とアウトサート成形手法のうちの何れか一方を利用して作製されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項６】
誘電体基体の少なくとも一部分が、２００℃以下の融点を持つ材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項７】
誘電体基体の少なくとも底部の一部分が弾性を持つ材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項８】
弾性を有する材料は、熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項７記載のアンテナ構造。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯端末機器などの通信機能を備えた機器に内蔵されるアンテナ構造およびそれを備えた通信機に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
図１０（ａ）には特開2000-196341号公報に記載のアンテナが上面図により示され、図１０（ｂ）にはそのアンテナのＡ−Ａ部分の断面図が示されている。このパッチアンテナ３０はλ／２タイプのものであり、誘電体板３１と、アンテナ動作を行うパッチ３２と、このパッチ３２に接続してパッチ３２に信号を供給する給電線３３と、地板３４とを有して構成されている。すなわち、パッチアンテナ３０において、誘電体板３１の表面にはパッチ３２が形成されると共に、給電線３３が形成されている。また、誘電体板３１の裏面には地板３４が設けられている。この地板３４には、電界が大きい部位に、開口３５が形成されている。この開口３５の端縁の周囲長は、パッチアンテナ３０の共振周波数の１波長（１λ）となるように設定されている。
【０００３】
このように地板３４に開口３５を設けて地板３４を左右非対称とすることにより、コモンモード電流が発生し、これにより、パッチアンテナ３０の無指向性および広帯域化を達成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば通信機能を備えた携帯端末機器等の通信機に対して小型化の要求があり、これに伴って、通信機に内蔵されるアンテナにも小型化が要求されてきている。しかしながら、特開2000-196341号公報のアンテナはλ／２タイプのアンテナであるために、アンテナ特性を維持したまま、小型化の要求に満足に応えることができる程、アンテナを小型化させることは非常に難しい。
【０００５】
また、誘電体板３１の表面側の電波の指向性を裏面側の指向性よりも強くしたいという要望があるが、特開2000-196341号公報のアンテナは無指向性のものであるために、その特開2000-196341号公報のアンテナの構成を採用しても、その指向性の要望には応えることはできない。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、アンテナ利得が良好で、かつ、小型化が容易であり、しかも、表面側の指向性が裏面側の指向性よりも強いという指向性を持たせることができるアンテナ構造およびそれを備えた通信機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、アンテナ動作を行う放射電極が誘電体基体に形成されて成るアンテナ部と、このアンテナ部が搭載される基板とを有するアンテナ構造において、アンテナ部が搭載される基板面にはグランド電極が形成されており、アンテナ部の誘電体基体には、放射電極として、信号供給源から信号が供給される給電放射電極と、この給電放射電極を介し間接的に信号を受けて給電放射電極と複共振状態を作り出す無給電放射電極とが形成されており、それら給電放射電極と無給電放射電極は、それぞれ、（２ｎ−１）・λ／４（ｎは自然数）の電気長を有するλ／４タイプの放射電極と成し、当該給電放射電極と無給電放射電極は、それぞれ、一端部が基板のグランド電極の端部に電気的に接続されており、基板のグランド電極は、アンテナ部の給電放射電極および無給電放射電極と共に、アンテナとして機能する構成と成しており、基板のグランド電極には、アンテナ部が搭載される領域の一部分に、グランド抜き部が形成され、このグランド抜き部はその全周がグランド電極により囲まれており、アンテナ部底面にはグランド電極が形成され、このアンテナ部底面のグランド電極には、基板実装時に基板のグランド抜き部の全てを含む基板のグランド抜き部以上の面積のグランド抜き部が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１（ａ）には第１実施形態例のアンテナ構造が模式的に示され、図１（ｂ）にはそのアンテナ構造の模式的な分解図が示されている。この第１実施形態例のアンテナ構造１は、アンテナ部２と、アンテナ部２が搭載される基板３とを有して構成されている。アンテナ部２は、誘電体基体４と、この誘電体基体４に形成されてアンテナ動作を行う給電放射電極５および無給電放射電極６とを有して構成されている。
【００１０】
給電放射電極５は、例えば基板３に形成されている信号供給源７に接続され、この信号供給源７から信号が給電されるものである。この給電放射電極５には、信号供給源７からの給電方式の違いによる直接給電タイプのものと容量給電タイプのものとがある。図１には、信号供給源７側から直接的に信号が供給される直接給電タイプの給電放射電極５が図示されているが、例えば、図２に示されるような、信号供給源７側から容量を介して信号が供給される容量給電タイプの給電放射電極５を採用してもよい。なお、図１、図２中の符号１１は、基板３に形成されている給電用電極パッドを示している。この給電用電極パッド１１は、例えば、スルーホール（図示せず）と基板３の裏面に形成された配線パターンを介して信号供給源７に導通接続されている。また、図２中の符号１２は、信号供給源７からの信号を容量を介して給電放射電極５に給電するための給電電極を示している。
【００１１】
無給電放射電極６は給電放射電極５と間隔を介し近接配置されている。当該無給電放射電極６は、給電放射電極５と電磁結合して、信号供給源７からの信号を給電放射電極５を介し受け取ってアンテナ動作を行うものである。
【００１２】
この第１実施形態例では、給電放射電極５と無給電放射電極６は、それぞれ、（２ｎ−１）・λ／４（ｎは自然数）の電気長を有するλ／４タイプの放射電極である。また、給電放射電極５と無給電放射電極６は、複共振状態を作り出すことができるように、例えば給電放射電極５と無給電放射電極６間の間隔等の様々な要素が適宜に設定されている。
【００１３】
誘電体基体４は、給電放射電極５や無給電放射電極６の設定の共振周波数やＱ値などのアンテナ特性や、アンテナ部２の小型化などを考慮した適切な比誘電率を有する誘電材料により構成されている。
【００１４】
基板３の表面にはグランド電極８が給電用電極パッド１１を避けて形成されている。このグランド電極８上に、上記したような誘電体基体４と給電放射電極５と無給電放射電極６を有するアンテナ部２が例えば半田を利用して搭載される。この第１実施形態例では、給電放射電極５と無給電放射電極６は、それぞれ、λ／４タイプの放射電極であり、それら各放射電極５，６は、その一部が直接的に又は容量を介して間接的にグランド電極８に電気的に接続されている。このため、この第１実施形態例のアンテナ構造１では、アンテナ動作を行う際に給電放射電極５および無給電放射電極６に流れる共振電流とは逆向きの電流がグランド電極８に流れる。これにより、グランド電極８は、給電放射電極５と無給電放射電極６と共にアンテナとして機能する。この第１実施形態例では、グランド電極８を有効に利用するために、アンテナ部２は基板３の角部（端部）に搭載されている。
【００１５】
この第１実施形態例のアンテナ構造１において最も特徴的なことは、基板３のグランド電極８には、アンテナ部２が搭載される領域Ｚの一部分に、グランド抜き部１０が形成されていることである。また、誘電体基体４の底面（つまり、基板３に接触する面）にはグランド電極（図示せず）が設けられており、この誘電体基体４の底面のグランド電極にもグランド抜き部が形成されている。この誘電体基体４のグランド電極のグランド抜き部は、アンテナ部２を基板３の設定領域Ｚに実装した際に基板３のグランド電極８のグランド抜き部１０に対向する位置に設けられ、かつ、基板３のグランド抜き部１０以上の広い面積を有して基板３のグランド抜き部１０の全領域に重なるものである。
【００１６】
この第１実施形態例におけるグランド抜き部１０の形成位置は、給電放射電極５や無給電放射電極６を流れる電流が最大となる部分を含む電流最大領域Ｓの近傍となる位置であり、かつ、全周がグランド電極８により囲まれる位置となっている。また、このグランド抜き部１０は、その端縁の周囲長がアンテナ部２の共振周波数の１波長よりも短くなっている。
【００１７】
さらに、グランド抜き部１０は四角形状と成し、給電放射電極５や無給電放射電極６を流れる共振電流の通電方向に沿う辺１０yと、この辺１０yに略直交する方向に沿う辺１０xとを有している。このようなグランド抜き部１０を形成することにより、グランド電極８を流れる電流は、グランド抜き部１０の辺１０xに沿う方向と、辺１０yに沿う方向との２方向に分流して通電することとなる。
【００１８】
この第１実施形態例のアンテナ構造１は上記のように構成されている。本発明者は、この第１実施形態例のアンテナ構造１のアンテナ特性を実験により求めている。図３と図４と表１はその実験結果を表している。
【００１９】
図３は実験により得られたアンテナ構造１のＶＳＷＲと周波数の関係例を示したグラフである。このグラフ中の点線Ａはグランド電極８にグランド抜き部１０が設けられていない場合であり、鎖線Ｂはグランド抜き部１０の幅Ｗが５mmで、長さＬが１０mmである場合であり、実線Ｃは、グランド抜き部１０の幅Ｗが１０mmで、長さＬが１０mmである場合である。表１は、グランド電極８にグランド抜き部１０が設けられていない場合と、グランド抜き部１０の幅Ｗが５mmで、長さＬが１０mmである場合と、グランド抜き部１０の幅Ｗが１０mmで、長さＬが１０mmである場合とのそれぞれに関して、８１０ＭHzと８８５ＭHzと９６０ＭHzの各周波数におけるアンテナ利得が示されている。なお、この表１でのアンテナ利得とは、ｚ−ｘ平面における水平偏波の平均利得と垂直偏波の平均利得との和である。
【００２０】
【表１】
0003912182.tif 000002
【００２１】
また、図４は、アンテナ構造１を中心としたｚ−ｘ平面における指向性を示すグラフである。グラフ中の鎖線ａは図５（ａ）に示すようにグランド電極８にグランド抜き部１０が設けられていない場合である。実線ｂは図５（ｂ）に示すようにグランド電極８に１０mm角のグランド抜き部１０が設けられている場合である。点線ｃは図５（ｃ）に示すようにグランド電極８にＷ１２mm×Ｌ１０mmの大きさのグランド抜き部１０が設けられているが、基板３の端からグランド抜き部１０となっており、グランド抜き部１０の一部分がグランド電極８により塞がれていない（つまり、グランド抜き部１０の一部分が開放されている）場合である。なお、この指向性を求める実験では、周波数は８１０ＭHzとし、何れの場合にもｚ−ｘ平面における最大利得を０dBとしている。
【００２２】
この第１実施形態例のようにグランド電極８のアンテナ部搭載領域Ｚにグランド抜き部１０を形成することにより、グランド抜き部１０が設けられていない場合に比べて広帯域化が図られ、アンテナ部２と信号供給源７側とのインピーダンス整合が良好となってアンテナ利得が向上していることが図３と表１から分かる。なお、この図３と表１に示される実験結果は、自由空間におけるものである。本発明者は、アンテナ構造１の近傍にグランド導体と見なすことができる物体が配置されている場合に関しても、上記同様の実験を行っている。この場合にも、この第１実施形態例の構成を備えることによるアンテナ利得向上の効果が確認されている。
【００２３】
また、給電放射電極５や無給電放射電極６に対向する位置にグランド電極８を形成することによって、図４の鎖線ａに示されるように、基板３の表面側の指向性を裏面側の指向性よりも強くすることができる。この第１実施形態例では、グランド電極８のアンテナ部搭載領域Ｚの一部分にグランド抜き部１０を形成しているが、図４の実線ｂに示されるように、グランド抜き部１０を設けても、グランド抜き部１０が無い場合と同様の指向性を持たせることができることが分かる。この現象に関して、本発明者は、電波の波長に対してグランド抜き部１０の大きさが小さいので、グランド抜き部１０を設けてもグランド抜き部１０が無い場合と同様の指向性を示すのではないかと考えている。
【００２４】
これに対して、グランド抜き部１０の全周がグランド電極８により囲まれているのではなく、一部分が開放されているグランド抜き部１０が設けられている場合には、図４の点線ｃに示すように、基板３の裏面側への指向性がやや強くなっている。この現象は、次に示すような理由に因るものではないかと本発明者は考えている。つまり、この第１実施形態例の構成では、グランド抜き部１０を設けても基板３の端縁部には全周に渡りグランド電極８が形成されているので、その基板端縁部のグランド電極８によって基板３の表面側から裏面側への電波の回り込みを減少させることができる。これに対して、グランド抜き部１０の一部が開放されている場合には、基板３の端縁部の一部分にグランド電極８が形成されていないので、そのグランド電極８が抜けている基板端縁部から電波が裏面側へ回り込んで裏面側への電波の放射量を増加させているのではないかと本発明者は考えている。
【００２５】
上記のような実験結果から、本発明者は、この第１実施形態例の如くグランド電極８におけるアンテナ部搭載領域Ｚの一部分に、全周がグランド電極８により囲まれているグランド抜き部１０を形成することによって、グランド抜き部１０が設けられていない場合とほぼ同様な指向性を維持したままで、グランド抜き部１０が設けられていない場合よりもアンテナ利得を向上できることを確認した。
【００２６】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２７】
この第２実施形態例では、図６に示されるように、グランド抜き部１０は、基板３の表面から裏面に貫通する貫通孔１５により形成されている。なお、図６では、アンテナ構造１が、基板３の裏面を上側にした姿勢で、かつ、アンテナ部２と基板３を分解した状態で示されている。また、図６では、給電放射電極５と無給電放射電極６の図示が省略されている。
【００２８】
この第２実施形態例では、アンテナ部２の誘電体基体４の底部には取り付け用部材１６が設けられている。この取り付け用部材１６は、基板３の貫通孔１５を利用してアンテナ部２を基板３に取り付けるためのものであり、脚部１７と、この脚部１７の先端に設けられている爪部１８とを有して構成されている。この取り付け用部材１６の脚部１７がグランド抜き部１０である貫通孔１５に挿通され、先端の爪部１８が基板３の裏面に係止することで、アンテナ部２が基板３に固定される。
【００２９】
この第２実施形態例に示したように、グランド抜き部１０が貫通孔により構成されている場合にも、第１実施形態例と同様に、グランド電極８に起因した裏面側よりも表面側が強くなる指向性を持ちつつ、グランド抜き部１０が設けられていない場合よりもアンテナ利得を向上させることができる。
【００３０】
ところで、半田を利用してアンテナ部２を基板３に実装する場合には、その半田実装の工程で、半田を溶融するためにアンテナ部２および基板３が加熱される。このため、その加熱に耐えられる材料によりアンテナ部２や基板３を構成する必要があるので、アンテナ部２の誘電体基体４は、半田の融点よりも高い融点を持つ材料により構成される。これに対して、この第２実施形態例では、半田を用いずにアンテナ部２を基板３に取り付けることが可能である。このため、半田の融点以上に加熱しなくて済むことから、誘電体基体４の構成材料に対する融点の規制が緩和されて、例えば、２００℃以下の融点を持つ材料（例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂とセラミックス粉（フィラー）との混合材料）を誘電体基体４の構成材料として採用することができることとなる。
【００３１】
誘電体基体４の構成材料として樹脂を利用する場合には、アンテナ部２をインサート成形手法やアウトサート成形手法により作製することが可能となる。また、そのような成形手法によりアンテナ部２を作製する場合には、様々な形状のアンテナ部２を作製することが容易となるので、例えば、図７に示すようなアンテナ部２（誘電体基体４）の一部分に曲面を有している形状や、誘電体基体４の面の一つとして基板３に対して傾きを持つテーパ平面が形成されている形状や、誘電体基体４の一部分に凹部（窪み部）が形成されている形状や、誘電体基体４には給電放射電極５や無給電放射電極６の伸長方向に交差する方向に沿う貫通孔が形成されている形状などのアンテナ部２が作製し易くなる。
【００３２】
さらに、図８の断面図に示すようなアンテナ部２を形成することも容易となる。このアンテナ部２は給電放射電極５が容量給電タイプのものであり、このアンテナ部２では、給電放射電極５の一端部分５αが誘電体基体４の内部に形成されている。この誘電体基体４内部の給電放射電極端部５αは、基板３の表面に形成された給電用電極パッド１１に対向配置して当該給電用電極パッド１１との間に容量を形成する。信号供給源７からの信号は、その給電用電極パッド１１と給電放射電極端部５α間の容量を介して給電放射電極５に給電される。
【００３３】
その給電放射電極端部５αと給電用電極パッド１１によって挟み込まれている誘電体基体部分４αは誘電体基体４のごく一部分であるし、共振周波数などのアンテナ特性に大きな影響を与えない領域に配置されていることから、当該誘電体基体部分４αは誘電体基体４の他の部分と異なる誘電材料により構成されていてもよい。例えば、給電放射電極端部５αと給電用電極パッド１１間の容量を適宜に設定することにより、信号供給源７側と給電放射電極５との整合を良好にすることが可能であるので、誘電体基体部分４αは、給電放射電極端部５αと給電用電極パッド１１間の容量が良好な整合を得ることができる容量となるための比誘電率を有することが好ましい。図８の構成では、その整合に適切な比誘電率が、アンテナ特性に対して適切な比誘電率と異なる場合には、誘電体基体部分４αは整合に適切な比誘電率を持つ誘電材料により構成し、誘電体基体４の他の部分はアンテナ特性に適切な比誘電率を持つ別の誘電材料により構成することが容易である。具体的には、例えば、誘電体基体４の大部分は、アンテナ特性や小型化を考慮して比誘電率が高いセラミックス等により構成し、誘電体基体部分４αは、整合を考慮した比誘電率を持つ例えば樹脂（２００℃以下の融点を持つ樹脂でもよい）により構成してもよい。なお、もちろん、誘電体基体部分４αは誘電体基体４の他の部分と同じ誘電材料により構成されていてもよい。
【００３４】
また、例えば、誘電体基体４の底部が弾性を持つ材料により形成されていてもよい。その弾性を持つ材料の一例として、例えば、熱可塑性エラストマーを挙げることができる。このように、誘電体基体４の底部を弾性材料により構成することによって、誘電体基体４の底面をほぼ全面に渡り基板３に密着させることが容易となる。そのように誘電体基体４の底面全面を基板３に密着させることにより、給電放射電極５や無給電放射電極６と、グランド電極８との間の間隔が製品毎にばらつくことを防止することができる。これにより、アンテナ特性のばらつきを抑制することができてアンテナ構造１の性能の信頼性を高めることができる。
【００３５】
また、給電放射電極５が容量給電タイプである場合には、給電放射電極５と給電用電極パッド１１間の間隔の製品毎のばらつきを抑えることができるので、給電放射電極５と信号供給源７側との整合状態のばらつきを抑制することができる。さらに、図８に示されるような構成を採用する場合には、例えば、誘電体基体４の底部の全部ではなく、誘電体基体部分４αの底部部分だけを弾性材料により構成してもよい。この場合にも、上記したような給電放射電極５と信号供給源７側との整合状態のばらつきを抑制することができる。
【００３６】
以下に、第３実施形態例を説明する。この第３実施形態例は通信機に関するものである。この第３実施形態例の通信機には、第１と第２の実施形態例に示したアンテナ構造のうちの何れか一つが設けられている。それ以外の通信機構成には様々な構成があり、その中から適宜な構成が採用されている。ここでは、その説明は省略する。また、第１と第２の各実施形態例に示したアンテナ構造に関しても、前述したので、その説明も省略する。
【００３７】
なお、この発明は第１〜第３の各実施形態例の構成に限定されるものではなく、様々な実施の形態をも採り得る。例えば、第１〜第３の各実施形態例では、グランド抜き部１０は四角形状であったが、グランド抜き部１０の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図９（ａ）に示すような三角形状であってもよいし、図９（ｂ）に示すような略Ｌ字形状であってもよい。ただ、グランド抜き部１０は、給電放射電極５や無給電放射電極６の電流の通電方向に沿う辺１０yを有することが好ましい。
【００３８】
さらに、グランド抜き部１０の形成位置が、給電放射電極５と無給電放射電極６の電流最大領域Ｓの近傍である例を示したが、グランド抜き部１０の形成位置は、アンテナ部搭載領域Ｚに位置し、かつ、全周がグランド電極８により囲まれる位置であれば、特に限定されるものではない。なお、グランド抜き部１０の一部分がアンテナ部搭載領域Ｚから外にはみ出していてもよい。
【００３９】
さらに、上記各実施形態例では、半田や取り付け部材１６を用いて、アンテナ部２を基板３に取り付ける例を示したが、アンテナ部２の取り付け手法は限定されるものではなく、例えば、かしめによりアンテナ部２を基板３に取り付けてもよいし、また、接着剤を利用してアンテナ部２を基板３に取り付けてもよい。
【００４０】
さらに、給電放射電極５と無給電放射電極６の各パターン形状および基板実装位置に対する電極配置位置は図１等の例に限定されるものではなく、給電放射電極５および無給電放射電極６の形状として、例えば、ミアンダ形状などの他の形状をも採り得るものである。さらに、給電放射電極５と無給電放射電極６の形成数は１個ずつに限定されるものではなく、給電放射電極５と無給電放射電極６は、それぞれ、複数形成してもよい。なお、給電放射電極５と無給電放射電極６は同数でなくともよい。さらにまた、給電放射電極５と無給電放射電極６は、誘電体基体４の外面に形成されていたが、給電放射電極５と無給電放射電極６の一方又は両方が誘電体基体４の内部に形成されている構成としてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、基板のグランド電極には、アンテナ部搭載領域の一部分に、グランド抜き部が形成され、このグランド抜き部はその全周がグランド電極に囲まれている。また、アンテナ部底面にはグランド電極が形成され、このアンテナ部底面のグランド電極には、アンテナ部を基板に実装した際に基板のグランド抜き部に対向する位置に、基板のグランド抜き部以上の面積を持つグランド抜き部が形成されている構成とした。
【００４２】
この発明では、給電放射電極と無給電放射電極に対向する位置にグランド電極を形成し、このグランド電極の一部分にグランド抜き部を形成することによって、グランド電極に起因した指向性を維持したままで、アンテナ利得を向上させることができる。
【００４３】
ところで、特開2000-196341号公報には、パッチ（放射電極に対応）に対向させて地板（グランド電極）が形成され、この地板の一部分に開口が形成されている構成が示されている。しかしながら、本発明のアンテナ構造はλ／４タイプのアンテナであるのに対して、そのパッチアンテナはλ／２タイプのアンテナであり、基本構成が異なる。
【００４４】
また、本発明は、グランド電極に起因した指向性を維持したままで、アンテナ利得向上を図る構成であるのに対して、特開2000-196341号公報に記載のアンテナ構造の構成は無指向性を得るために考え出されたものである。このため、特開2000-196341号公報に記載のパッチアンテナでは、無指向性を得るために、開口の端縁周囲長がパッチアンテナの共振周波数のほぼ１波長と等しい構成が示されている。これに対して、この発明では、グランド抜き部はその周囲長がアンテナ部の共振周波数の１波長よりも小さくても（例えば、０．１波長程度でも）、目標の効果（つまり、グランド電極に起因した指向性を持ちつつ、アンテナ利得を向上させることができる効果）を得ることができる。
【００４５】
また、特開2000-196341号公報に記載のパッチアンテナの構成では、無指向性を得るために開口の形成位置が限定されてしまうが、この発明は、そのパッチアンテナに比べると、グランド抜き部の形成位置の自由度は高く、設計の自由度を高めることができる。さらに、特開2000-196341号公報に記載のパッチアンテナはλ／２タイプのアンテナであり、パッチに電力を供給するための給電線が必要である。このため、パッチの形状が限定され、パッチの形状の自由度が低いものである。これに対して、この発明のアンテナ構造はλ／４タイプのものであり、放射電極の形状の自由度は高いものである。
【００４６】
さらに、この発明のアンテナ構造はλ／４タイプのものであるので、λ／２タイプのアンテナに比べて、アンテナ特性がほぼ同じ状態で半分程度の大きさに小型化することができる。さらに、この発明のアンテナ構造は、給電放射電極と無給電放射電極により複共振状態を作り出すので、広帯域化を図ることが容易となる結果、更なる小型化を図ることができる。
【００４７】
さらに、例えば、回路基板にアンテナ部を実装してアンテナ構造を構成する場合に、この発明の構成では、回路基板の角部にアンテナ部を搭載しても、目標の効果を得ることができる。このため、回路基板の角部にアンテナ部を搭載することによって、回路を構成する部品の配置位置の自由度低下を防止することができる。
【００４８】
基板のグランド電極のグランド抜き部が貫通孔により構成されているものにあっても、上記同様に、グランド電極に起因した指向性を持たせたままで、アンテナ利得を向上させることができる。
【００４９】
また、その貫通孔を利用して、半田を用いずにアンテナ部を基板に搭載する構成を採用することができる。この場合には、例えば、誘電体基体の少なくとも一部分が、２００℃以下の融点を持つ材料により構成することが可能となる。これにより、誘電体基体を構成する材料として選択可能なものが増加するので、設計の自由度を高めることができる。
【００５０】
さらに、誘電体基体が樹脂とセラミックスとの混合材料により構成されているものにあっては、セラミックスの混合割合を変化させることによって、要望する比誘電率を持つ誘電体基体を得ることが容易となる。
【００５１】
さらに、アンテナ部がインサート成形手法とアウトサート成形手法のうちの何れか一方を利用して作製されたものにあっては、様々な形状のアンテナ部を作製することができる。このことから、例えば、アンテナ構造が内蔵される通信機の筐体が、端部にテーパが付けられて薄くなっている形状である場合に、アンテナ部の形状をその筐体端部の形状に合わせた形状とすることによって、筐体端部の薄さに妨げられずに、アンテナ部を回路基板の端部に配置させることができる。
【００５２】
さらに、誘電体基体の少なくとも底部の一部分が弾性を持つ材料（例えば熱可塑性エラストマー）により構成されているものにあっては、誘電体基体を基板に密着させてアンテナ部を基板に搭載することができる。これにより、例えば、基板のアンテナ部搭載領域にグランド電極が形成されている場合には、そのグランド電極と、アンテナ部の給電放射電極や無給電放射電極との間の間隔が製品毎にばらつくという問題を抑制することができて、アンテナ特性のばらつきの小さいアンテナ構造を提供することができる。
【００５３】
この発明のアンテナ構造を内蔵した通信機は、アンテナ構造の小型化に伴って小型化を図ることができるし、また、アンテナ特性の信頼性を高めることができる。また、アンテナ構造は裏面側よりも表面側に強い指向性を持つために、アンテナ構造の裏面側にグランドと見なせる物体が接近しても、電波の送受信の悪化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例のアンテナ構造を説明するための図である。
【図２】給電放射電極の給電方式を説明するためのモデル図である。
【図３】グランド抜き部の効果を説明するためのＶＳＷＲ特性のグラフである。
【図４】さらに、グランド抜き部の効果を説明するための指向性のグラフである。
【図５】図４に指向性が示されているアンテナ構造の３例の違いを説明するためのモデル図である。
【図６】第２実施形態例を説明するための図である。
【図７】第２実施形態例を採用した場合に採り得る誘電体基体の形状例を示すモデル図である。
【図８】容量給電タイプの給電放射電極の一端部を誘電体基体の内部に形成した場合の一形態例を示したモデル図である。
【図９】グランド抜き部のその他の形状例を示すモデル図である。
【図１０】特開2000-196341号公報に記載のパッチアンテナの一つを示す図である。
【符号の説明】
１  アンテナ構造
２  アンテナ部
３  基板
４  誘電体基体
５  給電放射電極
６  無給電放射電極
８  グランド電極
１０  グランド抜き部
１５  貫通孔
【図１】
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【図２】
0003912182.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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