(57)【要約】【課題】基体を回路基板に強固に固定できるチップアンテナを提供する。【解決手段】回路基板(90)に実装される略角柱状の基体(2)と、基体に設けられており、回路基板の電源配線に接続されるとともに、電波を放射する導体パターン(30)とを具備し、導体パターンは、回路基板に固定され、電源配線に接続する給電用電極(52)と、回路基板に固定され、回路基板の開放配線に接続する先端電極(40)とをそれぞれ備えている。また、導体パターンは、基体を挟んで先端電極の反対側に位置する放射電極(38)を備え、その幅を大きく形成させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に実装される略角柱状の基体と、
該基体に設けられており、前記回路基板の電源配線に接続されるとともに、電波を放射する導体パターンとを具備し、
該導体パターンは、前記回路基板に固定され、前記電源配線に接続する給電用電極と、前記回路基板に固定され、前記回路基板の開放配線に接続する先端電極とをそれぞれ備えていることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のチップアンテナであって、
前記導体パターンは、前記基体の長手方向の軸線に略一致した中心軸線を有する螺旋状に形成されることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のチップアンテナであって、
前記給電用電極は、前記電源配線と前記導体パターンとをエネルギーの伝達損失が生じないように整合するための電気部品を介して、該導体パターンに接続されていることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のチップアンテナであって、
前記基体は、前記回路基板に対峙する地面、該基体を挟んで該地面の反対側に位置する天面、並びに、該地面及び該天面に連なる側面を備え、
前記先端電極は、前記地面から前記側面に延長されていることを特徴とするチップアンテナ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のチップアンテナであって、
前記導体パターンは、前記基体を挟んで前記先端電極の反対側に位置する放射電極を備え、前記基体の長手方向でみた該放射電極の幅が、前記基体の長手方向でみた前記導体パターンの幅よりも大きく形成されていることを特徴とするチップアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器に使用される小型のアンテナとして好適なチップアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のチップアンテナでは電波の送受信が行われている。詳しくは、当該アンテナはマザーボードに実装されており、このボードは所望の高周波回路を有している。そして、このアンテナは、当該回路で作成された高周波の電気エネルギーを電波に変換し、この電波を空中に放射する。一方、当該アンテナは、空中の電波を捕らえ、この電波を高周波の電気エネルギーに変換しており、このエネルギーが当該回路に取り込まれる。
【０００３】
また、近年、携帯機器では小型化が望まれ、小型のチップアンテナを搭載した構造が知られている。当該アンテナは放射導体を略角柱状の基体に備え、この放射導体は、例えば螺旋状に形成され、基体の長手方向の軸線に略一致した中心軸線を有しており、電波を空中に放射している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４７８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、アンテナが給電用電極のみでマザーボードに半田付けされており、これでは、基体をマザーボードに強固に固定できないとの問題がある。
このように、上記従来の技術では、基体とマザーボードとの強固な固定の点については依然として課題が残されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、基体をマザーボードに強固に固定可能なチップアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は本発明のチップアンテナにより達成され、回路基板に実装される略角柱状の基体と、基体に設けられており、回路基板の電源配線に接続されるとともに、電波を放射する導体パターンとを具備し、導体パターンは、回路基板に固定され、電源配線に接続する給電用電極と、回路基板に固定され、回路基板の開放配線に接続する先端電極とをそれぞれ備えている。
【０００８】
上述したチップアンテナによれば、導体パターンは、回路基板の電源配線に接続する給電用電極を備えており、この給電用電極は回路基板に固定される。一方、この導体パターンは、回路基板の開放配線に接続する先端電極を備え、この先端電極も回路基板に固定される。このように、給電用電極や先端電極がいずれも回路基板に固定されるので、給電用電極のみで基体を回路基板に固定している従来に比して、基体を回路基板に強固に固定できる。
【０００９】
好ましくは、導体パターンは、基体の長手方向の軸線に略一致した中心軸線を有する螺旋状に形成される。導体パターンを螺旋状に形成すれば、その長さが大きくなり、チップアンテナの小型化に寄与する。
また、給電用電極は、電源配線と導体パターンとをエネルギーの伝達損失が生じないように整合するための電気部品を介して、導体パターンに接続されることも可能である。
【００１０】
このように、チップアンテナが、電源配線と導体パターンとの整合用の電気部品も備えていると、アンテナの利便性が向上するからである。
さらに、基体は、回路基板に対峙する地面、基体を挟んで地面の反対側に位置する天面、並びに、地面及び天面に連なる側面を備え、先端電極は、地面から側面に延長されていることが好ましい。
【００１１】
先端電極が、基体の地面から側面に亘って延長されていれば、仮に、基体を回路基板に半田で固定する場合に、この側面から回路基板に亘るフィレット面が形成可能になり、基体を回路基板により一層強固に固定できるからである。
さらにまた、導体パターンは、基体を挟んで先端電極の反対側に位置する放射電極を備え、基体の長手方向でみた放射電極の幅が、基体の長手方向でみた導体パターンの幅よりも大きく形成させることもできる。
【００１２】
基体において、先端電極の反対側には放射電極が形成されている。そして、この放射電極は、基体の長手方向でみた幅が、導体パターンの同じく基体の長手方向でみた幅よりも大きく形成され、電界が強く働く部分の面積が大きくされる。よって、電波の放射効率が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基体を回路基板に強固に固定するチップアンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１では、本実施例におけるチップアンテナ１がマザーボード（回路基板）９０に実装されており、このアンテナ１は、例えば、携帯電話等の携帯機器に内蔵され、地上デジタルテレビジョン放送を受信することができる。
【００１５】
本実施例のアンテナ１は、樹脂等の誘電体材料からなる基体２を備え、この基体２は略四角柱状に形成されている。
詳しくは、基体２はプレス成形されており、図１の他、図２，４に示されるように、略長方形状の天面４及び地面６をそれぞれ有し、地面６はボード９０に対峙している。また、図３，５にも示される如く、天面４及び地面６の各長辺は側面１０，１０にそれぞれ連なっている。
【００１６】
アンテナ１の先端側にて、天面４及び地面６の各短辺は先端面８に連なるのに対し、このアンテナ１の後端側には、後端面２２との間に凹部１６が形成されている。
具体的には、この基体２は、アンテナ１の後端側にて、天面４からボード９０に向けて段落ちした凹部１６を備えている。この凹部１６は、天面１８及び地面２０を有し（図２，３）、この天面１８に整合回路８０が搭載される（図１）。整合回路８０は、所定の回路パターンを有した絶縁基板８２を備え、この基板８２は天面１８の大きさに略等しく形成されており、その表面にチップ状の電気部品８４が実装されている。
【００１７】
そして、この凹部１６は、この電気部品８４の高さを基体２の天面４の高さと略同一、或いは天面４の高さよりも低くしている。
一方、本実施例の基体２は、金属製、例えば金メッキが銅に施された導体パターン３０を有しており、この導体パターン３０は、基体２の各周面に例えばプレス加工によって取り付けられ、パターン３０の総てが基体２の表面に露出している。
【００１８】
詳しくは、図２に示されるように、導体パターン３０は、放射導体３１と、配線導体５０とからなり、これら放射導体３１及び配線導体５０は基体２の長手方向（縦方向）で連結されている。
本実施例の放射導体３１は、螺旋状に形成されており、その中心軸線が基体２の長手方向の軸線に略一致している。
【００１９】
また、放射導体３１は、基体２の長手方向に略直交した幅方向（横方向）、換言すれば、螺旋の中心軸線に略直交する方向の断面視では、略四角形状に形成されている。より具体的には、この導体３１は、基体２の天面４に設けられる上側導体部３２を有している（図２）。本実施例の導体部３２は、アンテナ１の先端側に配置された放射電極３８も含めると、基体２の幅方向に沿って７個並設され、ボード９０に対して平行方向に延びている。
【００２０】
この放射電極３８は、６個の上側導体部３２の各幅よりも大きな幅Ｗｔを有し、上側導体部３２の各面積よりも大きな面積を有している。そして、この放射電極３８から電波が空中に放射される。
また、放射導体３１は、基体２の側面１０，１０にそれぞれ設けられた中間導体部３６を有する（図３，５）。本実施例の導体部３６は、上記長手方向及び幅方向にそれぞれ略直交した高さ方向に沿って７個並設されており、ボード９０に対して垂直方向に延び、放射電極３８や上側導体部３２にそれぞれ連なっている。
【００２１】
さらに、放射導体３１は下側導体部３４を有し、この導体部３４は基体２の地面６に設けられる（図４）。本実施例の導体部３４は、アンテナ１の先端側に配置された先端電極４０も含めなければ、６個並設されている。この先端電極４０は、６個の下側導体部３４の各幅よりも大きな幅Ｗｂを有しており、下側導体部３４の各面積よりも大きな面積を有する。そして、この先端電極４０はボード９０の開放配線に半田で実装される。
【００２２】
また、この図４に示されるように、下側導体部３４は、基体２の幅方向に対して所定の角度を有して斜めに形成されており、先端電極４０や中間導体部３６にそれぞれ連なっている。
具体的には、図４のアンテナ１の先端側から数えて第１番目の下側導体部３４は、先端電極４０と、図５のアンテナ１の先端側から数えて第２番目の中間導体部３６とを接続している。当該中間導体部３６は、図２のアンテナ１の先端側から数えて第１番目の上側導体部３２に連なり、続いて、当該上側導体部３２は、図３のアンテナ１の先端側から数えて第２番目の中間導体部３６に連なる。そして、当該中間導体部３６は、図４のアンテナ１の先端側から数えて第２番目の下側導体部３４に連なる。
【００２３】
つまり、この図４のアンテナ１の先端側から数えて第２番目の下側導体部３４は、図３のアンテナ１の先端側から数えて第２番目の中間導体部３６と、図５のアンテナ１の先端側から数えて第３番目の中間導体部３６とを接続している。以降、下側導体部３４は、図５のアンテナ１の先端側から数えて第７番目の中間導体部３６に至るまで、基体２の幅方向に対して斜めに形成され、各中間導体部３６を接続する。
【００２４】
そして、当該図５のアンテナ１の先端側から数えて第７番目の中間導体部３６は、図２のアンテナ１の先端側から数えて第６番目の上側導体部３２に連なり、当該上側導体部３２は、図３のアンテナ１の先端側から数えて第７番目の中間導体部３６に連なる。
なお、上述した放射電極３８と先端電極４０とは、図３，５のアンテナ１の先端側から数えて第１番目の中間導体部３６，３６でそれぞれ接続される。
【００２５】
このように、放射電極３８及び６個の上側導体部３２と、７個の中間導体部３６と、先端電極４０及び６個の下側導体部３４とは、アンテナ１の先端側から後端側に向けて連なっており、この放射導体３１の長さが例えば電波の約１／４波長に相当する。
ここで、本実施例の先端電極４０は、基体２の地面６に形成されているが、さらに、この地面６から側面１０，１０に延長されている。
【００２６】
詳しくは、先端電極４０は、図３，５に示される如く、各側面１０に形成された延長部４０ａ，４０ａを有しており、これら延長部４０ａは、アンテナ１の先端側にて略長方形状に形成されている。
そして、この先端電極４０がマザーボード９０の開放配線に半田で実装される際には、図６に示されるように、半田９２，９２のフィレット面が延長部４０ａからボード９０に亘ってそれぞれ形成される。
【００２７】
一方、放射導体３１と配線導体５０との境界部分は二股形状に分岐し、図２のアンテナ１の先端側から数えて第６番目の上側導体部３２の略中央部分には接続部４４が備えられ（図１）、この接続部４４は螺旋の中心軸線方向に向けて延びて配線導体５０に接続している。
【００２８】
この配線導体５０は、給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４や回路用電極６０を備えている（図２，４）。本実施例では、ＧＮＤ用電極５４が上記凹部１６の地面２０のほぼ全面に亘って形成され、給電用電極５２は、この地面２０の一部分に形成されている。そして、この給電用電極５２はボード９０の電源配線に半田で接続され、チューナモジュール等の高周波回路からの給電電圧や制御電圧が供給される。
【００２９】
また、ＧＮＤ用電極５４はボード９０のアース配線に半田で接続される。これら給電用電極５２やＧＮＤ用電極５４は、凹部１６の天面１８にも延びており、上述した回路用電極６０は、当該天面１８にて接続部４４の周辺に配置されている。そして、これら給電用電極５２、ＧＮＤ用電極５４や回路用電極６０は、絶縁基板８２の端子に半田で接続される。
【００３０】
このように、配線導体５０は、ボード９０の電源配線に接続して電源が供給される一方、整合回路８０にも接続しており、この整合回路８０の電気部品８４は、ボード９０の電源配線と放射導体３１とをエネルギーの伝達損失が生じないように整合している。
【００３１】
なお、本実施例の絶縁基板８２には、このインピーダンスのマッチング（整合）を行う電気部品８４の他、チューニング回路も搭載されている。当該チューニング回路は可変容量ダイオードを有しており、このダイオードに印加する電圧を制御すれば、確実な選局や放射導体３１の有効長の切り替えが可能になる。
【００３２】
ところで、上述した基体２は複数の穴を備えていても良い。
例えば、基体２の天面４と地面６との間に複数個の穴を穿設することも可能である。金属製の放射導体３１や配線導体５０と樹脂製の基体２とは線膨張係数が異なり、アンテナ１には熱応力による変形が生じ得る。しかし、上述した穴を備えていれば、この穴を備えていない場合に比して、この変形の程度が調整可能になる。また、樹脂の質量が減るので、アンテナ１も軽量になる。この結果、仮に、アンテナ１に対する落下試験を実施しても、この落下の衝撃に耐え易くなり、アンテナ１の信頼性向上にも寄与するからである。
【００３３】
以上のように、本実施例のアンテナ１によれば、配線導体５０は、マザーボード９０の電源配線に接続する給電用電極５２を備えており、この給電用電極５２はボード９０に固定される。一方、放射導体５１は、ボード９０の開放配線に接続する先端電極４０を備え、この先端電極４０もボード９０に固定される。このように、給電用電極５２や先端電極４０がいずれも基体２の同一面、つまり、地面６，２０に設けられてボード９０に固定されるので、給電用電極のみで基体をボードに固定している従来に比して、基体２をマザーボード９０に強固に固定できる。
【００３４】
また、この先端電極４０を有する放射導体５１を螺旋状に形成すれば、その長さが大きくなり、アンテナ１の小型化に寄与する。
さらに、アンテナ１が、ボード９０の電源配線と放射導体５１との整合用の電気部品８４も備えていると、アンテナ１の調整が容易になり、アンテナ１の利便性が向上する。
【００３５】
さらにまた、先端電極４０が延長部４０ａを有し、この延長部４０ａが基体２の地面６から側面１０に亘って形成されていれば、基体２をボード９０に半田で固定する場合に、この側面１０からボード９０に亘るフィレット面が形成され、基体２をマザーボード９０により一層強固に固定できる。
【００３６】
また、この基体２において、天面４には放射電極３８が形成されている。そして、この放射電極３８は、基体２の長手方向でみた幅Ｗｔが、上側導体部３２の各幅よりも大きく形成され、電界が強く働く部分の面積が大きくされている。よって、電波の放射効率が向上する。
【００３７】
この点につき、詳述する。図７に示されるように、仮に、放射電極３８の幅Ｗｔが２ａである場合の放射効率を基準とする。
ここで、この幅Ｗｔを約１．５倍、つまり、３ａとした場合には、放射電極３８における放射効率が約１％向上し、さらに、この幅Ｗｔを約２倍、つまり、４ａとした場合には、放射効率は約３％向上しており、放射電極３８の幅Ｗｔを上側導体部３２の各幅よりも大きくすれば、電波の放射効率が向上することが分かる。また、送受可逆の性質によって電波の受信感度も高くなる。
【００３８】
さらに、基体２に凹部１６を形成し、この凹部１６が電気部品８４の高さを基体２の天面４の高さと略同一、或いは天面４の高さよりも低くすれば、電気部品８４の頂部が天面４からはみ出さない。この結果、アンテナ１の低背化も達成される。
最後に、上述したアンテナ１が携帯機器に内蔵されていれば、この携帯機器の筐体の外側に設けられ、引き伸ばして使用していたホイップアンテナが不要になり、携帯機器の小型化や薄型化にも寄与する。
【００３９】
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施例の構造は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
また、上記実施例の放射導体３１は、螺旋状のヘリカル導体として説明されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、例えば、ミアンダ状に形成されていても良い。
【００４０】
さらに、上述した導体パターン３０は基体２にインサート成形されていても良いし、さらにまた、上述の実施例では、電気部品８４等が絶縁基板８２に実装されているものの、この電気部品８４等は、レジストを塗った基体２に実装することも可能である。
【００４１】
さらに、上記実施例のアンテナ１は、地上デジタルテレビジョン放送の他、他の信号波を受信しても良いし、また、携帯情報端末（ＰＤＡ）やノート型のパーソナルコンピュータ等にも内蔵することができる。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、基体をマザーボードに強固に固定できるとの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施例におけるチップアンテナがマザーボードに実装された状態を示す斜視図である。
【図２】図１のアンテナの平面図である。
【図３】図１のアンテナの右側面図であり、図２のアンテナの先端側からみて、その長手方向の軸線に対して９０°回転させた状態を示す図である。
【図４】図１のアンテナの底面図であり、図３のアンテナを上記と同様に９０°回転させた状態を示す図である。
【図５】図１のアンテナの左側面図であり、図４のアンテナを上記と同様に９０°回転させた状態を示す図である。
【図６】図１のアンテナのＶＩ−ＶＩ線からみた断面図である。
【図７】図１のアンテナにおける放射効率の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  チップアンテナ
２  基体
４  天面
６  地面
１０  側面
２０  地面
３０  導体パターン
３１  放射導体
３８  放射電極
４０  先端電極
４０ａ  延長部
５０  配線導体
５２  給電用電極
８０  整合回路
８４  電気部品
９０  マザーボード（回路基板）
【図１】
2009164983.tif 000003
【図２】
2009164983.tif 000004
【図３】
2009164983.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009164983.tif 000007
【図６】
2009164983.tif 000008
【図７】
2009164983.tif 000009