(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる基体と、該基体に設けられる略平板状の放射導体と、前記放射導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状の接地導体と、前記放射導体及び前記接地導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状のコンデンサ導体と、前記放射導体と前記接地導体とを接続する第１短絡導体と、前記接地導体と前記コンデンサ導体とを接続する第２短絡導体と、前記放射導体あるいは前記コンデンサ導体に接続される給電用端子と、前記接地導体に接続される接地用端子とを備えるチップアンテナと、端部に突起部が延設された備えた実装基板とからなり、
前記突起部の一方主面に前記チップアンテナが実装され、前記実装基板の他方主面にグランド電極が設けられるとともに、前記突起部の他方主面に前記実装基板の他方主面のグランド電極と接続されたグランド電極が設けられることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる基体と、該基体に設けられる略平板状の放射導体と、前記放射導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状の接地導体と、前記放射導体及び前記接地導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状のコンデンサ導体と、前記放射導体と前記接地導体とを接続する第１短絡導体と、前記接地導体と前記コンデンサ導体とを接続する第２短絡導体と、前記放射導体あるいは前記コンデンサ導体に接続される給電用端子と、前記接地導体に接続される接地用端子とを備えるチップアンテナと、一方主面に前記チップアンテナが実装されるとともに、他方主面にグランド電極が設けられる実装基板とからなり、
前記グランド電極は、前記実装基板の端部に実装された前記チップアンテナの側面に、前記チップアンテナが搭載されていない方向に屈曲している略Ｌ字状又は略Ｊ字状の間隙部、あるいは前記チップアンテナが搭載されている方向に屈曲している略Ｌ字状又は略Ｊ字状の間隙部を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記チップアンテナが前記放射導体を複数備え、前記放射導体のうちの少なくとも１つに給電することを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載のアンテナ装置を用いたことを特徴とする移動体通信機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップアンテナ、アンテナ装置及び移動体通信機器に関し、特に、携帯電話機、ＧＰＳ（衛星側位システム）受信機などの移動体通信機器に使用して好適な平面形状の小型アンテナであるチップアンテナ、アンテナ装置及び移動体通信機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、ＧＰＳ受信機などの移動体通信機器は小型軽量化の要求が高まっており、これらに使用される部品も小型化が要求されている。なかでもアンテナは構成部品の中で比較的大きな部品となるため、特に小型化が求められている。
【０００３】
かかる状況から、移動体通信機器の発展にともない、小型のアンテナとして、マイクロストリップアンテナや片側短絡マイクロストリップアンテナに代表される平面アンテナの開発が進められてきた。なかでも飛躍的に小型化できるアンテナとして、図１６に示すような誘電体のセラミックス基板を用いた逆Ｆアンテナ８０が知られている。逆Ｆアンテナ８０は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタンを主成分とする比誘電率が２０の誘電体セラミックスからなる基板８１を備える。この際、逆Ｆアンテナ８０の形状は、例えば縦１３．０ｍｍ×横１３．０ｍｍ×高さ６．０ｍｍである。そして、基板８１の上面及び下面にそれぞれ銅の金属導体膜を被着し、放射導体８２及び接地導体８３を形成するとともに、セラミックス基板８１の側面に、放射導体８２と接地導体８３とを短絡する銅の金属導体膜よりなる所定の幅の短絡導体８４を被着形成する。また、この逆Ｆアンテナ８０に給電するために、放射導体８２の所定の位置より基板８１の側面に延長して給電用導体８５を設ける。このような逆Ｆアンテナ８０を使用する際には、基板８１の下面の接地導体８３を、例えば携帯電話機の金属シャーシに接触するように載置して、受信専用アンテナとして使用する。この場合、逆Ｆアンテナ８０はマイクロストリップ型の逆Ｆアンテナとして動作する。なお、このような逆Ｆアンテナにおいては、放射導体のインダクタンス成分をＬ、放射導体と接地導体との間の容量成分をＣとしたとき、共振周波数ｆは、
ｆ＝１／(２π・（ＬＣ）1/2)
の関係が成立し、例えば、逆Ｆアンテナ８０（図１６）の場合には約８００ＭＨｚの共振周波数となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来の逆Ｆアンテナにおいては、低周波領域まで使用できるように共振周波数を低くしようとすると、放射導体と接地導体との間の容量成分を大きくする必要があるが、そのためには、放射導体と接地導体との間隔を非常に狭くする必要があり、作製の精度を要するという問題があった。
【０００５】
また、放射導体と接地導体との間隔の作製精度の制限から、放射導体と接地導体との間の容量成分に限界が生じ、共振周波数の可変範囲が狭いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、共振周波数を容易に調整できるとともに、広帯域化が可能な小型のチップアンテナ、アンテナ装置及び移動体通信機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述する問題点を解決するため本発明のアンテナ装置は、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる基体と、該基体に設けられる略平板状の放射導体と、前記放射導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状の接地導体と、前記放射導体及び前記接地導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状のコンデンサ導体と、前記放射導体と前記接地導体とを接続する第１短絡導体と、前記接地導体と前記コンデンサ導体とを接続する第２短絡導体と、前記放射導体あるいは前記コンデンサ導体に接続される給電用端子と、前記接地導体に接続される接地用端子とを備えるチップアンテナと、端部に突起部が延設された備えた実装基板とからなり、前記突起部の一方主面に前記チップアンテナが実装され、前記実装基板の他方主面にグランド電極が設けられるとともに、前記突起部の他方主面に前記実装基板の他方主面のグランド電極と接続されたグランド電極が設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる基体と、該基体に設けられる略平板状の放射導体と、前記放射導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状の接地導体と、前記放射導体及び前記接地導体に対向するように、前記シート層を介して設けられる略平板状のコンデンサ導体と、前記放射導体と前記接地導体とを接続する第１短絡導体と、前記接地導体と前記コンデンサ導体とを接続する第２短絡導体と、前記放射導体あるいは前記コンデンサ導体に接続される給電用端子と、前記接地導体に接続される接地用端子とを備えるチップアンテナと、一方主面に前記チップアンテナが実装されるとともに、他方主面にグランド電極が設けられる実装基板とからなり、前記グランド電極は、前記実装基板の端部に実装された前記チップアンテナの側面に、前記チップアンテナが搭載されていない方向に屈曲している略Ｌ字状又は略Ｊ字状の間隙部、あるいは前記チップアンテナが搭載されている方向に屈曲している略Ｌ字状又は略Ｊ字状の間隙部を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記チップアンテナが前記放射導体を複数備え、前記放射導体のうちの少なくとも１つに給電することを特徴とする。
【００１１】
本発明の移動体通信機器は、上述のアンテナ装置を用いたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のチップアンテナによれば、基体を構成するシート層を介して放射導体に対向するように略平板状のコンデンサ導体が設けられるため、放射導体とコンデンサ導体との間隔、あるいはコンデンサ導体の面積を調整することにより、チップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を容易に調整することができる。
【００１３】
本発明のアンテナ装置によれば、実装基板の端部に突起部を延設したり、グランド電極に間隙部を設けたりして、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするため、放射導体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテナ装置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００１４】
本発明の移動体通信機器によれば、広帯域を備えたアンテナ装置や指向性の制御が可能なアンテナ装置を用いているため、移動体通信機器の広帯域化や指向性の制御を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明のチップアンテナに係る第１の実施例の透視斜視図である。チップアンテナ１０は、直方体状の基体１１と、基体１１の一方主面上に設けられる平板状の放射導体１２と、放射導体１２に対向するように、基体１１の内部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体１３と、放射導体１２に対向するように、放射導体１２と接地導体１３との間に設けられる平板状のコンデンサ導体１４と、放射導体１２と接地導体１３とを接続するために基体１１の内部に設けられる第１短絡導体１５と、接地導体１３とコンデンサ導体１４とを接続するために基体１１の内部に設けられる第２短絡導体１６と、基体１１の側面から他方主面にかけて設けられ、放射導体１２に基体１１の内部に設けられた接続導体１７を介して接続される給電用端子Ｔ１と、基体１１の側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体１３に基体１１の側面で接続される接地用端子Ｔ２とを備えてなる。
【００１６】
図２は、図１のチップアンテナ１０を構成する基体１１の分解斜視図である。基体１１は、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電体セラミックスからなる矩形状のシート層１１１〜１１５を積層してなる。このうち、シート層１１１上のほぼ全面には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状の放射導体１２が、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられる。
【００１７】
また、シート層１１３上の短辺側の一方端部近傍には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状のコンデンサ導体１４が、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられる。さらに、シート層１１５上のほぼ全面には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状の接地導体１３が、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられるとともに、接地導体１３の一部は、シート層１１５の長辺側の両端部に引き出されている。
【００１８】
また、シート層１１１〜１１４の所定の位置には、厚み方向に、シート層１１１上の放射導体１２とシート層１１５上の接地導体１３とを接続するビアホールＶＨ１１が設けられ、このビアホールＶＨ１１が、図１に示すところの放射導体１２と接地導体１３とを接続するための第１短絡導体１５となる。
【００１９】
さらに、シート層１１３，１１４の所定の位置には、厚み方向に、シート層１１３上のコンデンサ導体１４とシート層１１５上の接地導体１３とを接続するビアホールＶＨ１２が設けられ、このビアホールＶＨ１２が、図１に示すところの接地導体１３とコンデンサ導体１４とを接続するための第２短絡導体１６となる。
【００２０】
また、シート層１１１〜１１５の所定の位置には、厚み方向に、シート層１１１上の放射導体１２と基体１１の側面から他方主面にかけて設けられる給電用端子（図示せず）とを接続するビアホールＶＨ１３が設けられ、このビアホールＶＨ１３が、図１に示すところの放射導体１２と給電用端子Ｔ１とを接続するための接続導体１７となる。
【００２１】
そして、シート層１１１〜１１５を積層し、焼結することにより、その一方主面、あるいは内部に、放射導体１２、接地導体１３、コンデンサ導体１４、第１短絡導体１５、第２短絡導体１６及び接続導体１７を備えた基体１１が形成される。
【００２２】
図３乃至図５は、チップアンテナ１０の変形例の透視斜視図である。図３のチップアンテナ１０ａは、直方体状の基体１１ａと、基体１１ａの一方主面上に設けられる平板状の放射導体１２ａと、放射導体１２ａに対向するように、基体１１ａの内部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体１３ａと、放射導体１２ａに対向するように、放射導体１２ａと接地導体１３ａとの間に設けられる平板状のコンデンサ導体１４ａと、放射導体１２ａと接地導体１３ａとを接続するために基体１１ａの内部に設けられる第１短絡導体１５ａと、接地導体１３ａとコンデンサ導体１４ａとを接続するために基体１１ａの内部に設けられる第２短絡導体１６ａと、基体１１ａの側面から他方主面にかけて設けられ、放射導体１２ａに基体１１ａの内部に設けられた接続導体１７ａを介して接続される給電用端子Ｔ１ａと、基体１１ａの側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体１３ａに基体１１ａの側面で接続される接地用端子Ｔ２ａとを備えてなる。
【００２３】
図４のチップアンテナ１０ｂは、直方体状の基体１１ｂと、基体１１ｂの一方主面上に設けられる平板状のコンデンサ導体１４ｂと、コンデンサ導体１４ｂに対向するように、基体１１ｂの内部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体１３ｂと、コンデンサ導体１４ｂに対向するように、接地導体１３ｂとコンデンサ導体１４ｂとの間に設けられる平板状の放射導体１２ｂと、放射導体１２ｂと接地導体１３ｂとを接続するために基体１１ｂの内部に設けられる第１短絡導体１５ｂと、接地導体１３ｂとコンデンサ導体１４ｂとを接続するために基体１１ｂの内部に設けられる第２短絡導体１６ｂと、基体１１ｂの側面から他方主面にかけて設けられ、放射導体１２ｂに基体１１ｂの内部に設けられた接続導体１７ｂを介して接続される給電用端子Ｔ１ｂと、基体１１ｂの側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体１３ｂに基体１１ｂの側面で接続される接地用端子Ｔ２ｂとを備えてなる。
【００２４】
図５のチップアンテナ１０ｃは、直方体状の基体１１ｃと、基体１１ｃの一方主面上に設けられる平板状のコンデンサ導体１４ｃと、コンデンサ導体１４ｃに対向するように、基体１１ｃの内部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体１３ｃと、コンデンサ導体１４ｃに対向するように、接地導体１３ｃとコンデンサ導体１４ｃとの間に設けられる平板状の放射導体１２ｃと、放射導体１２ｃと接地導体１３ｃとを接続するために基体１１ｃの内部に設けられる第１短絡導体１５ｃと、接地導体１３ｃとコンデンサ導体１４ｃとを接続するために基体１１ｃの内部に設けられる第２短絡導体１６ｃと、基体１１ｃの側面から他方主面にかけて設けられ、放射導体１２ｃに基体１１ｃの内部に設けられた接続導体１７ｃを介して接続される給電用端子Ｔ１ｃと、基体１１ｃの側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体１３ｃに基体１１ｃの側面で接続される接地用端子Ｔ２ｃとを備えてなる。
【００２５】
特に、図４及び図５のチップアンテナ１０ｂ，１０ｃは、コンデンサ導体１４ｂ，１４ｃが基体１１ｂ，１１ｃの一方主面上に設けられるため、コンデンサ導体１４のトリミングが容易になり、コンデンサ導体１４の面積をより容易に調整できる。
【００２６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１、図３乃至図５のチップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃの等価回路である。チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃの等価回路は、インダクタンス成分Ｌとキャパシタンス成分Ｃ１，Ｃ２とで構成され、インダクタンス成分Ｌは放射導体１２，１２ａ〜１２ｃ及び第１短絡導体１５，１５ａ〜１５ｃのインダクタンス成分により構成され、キャパシタンス成分Ｃ１は放射導体１２，１２ａ〜１２ｃと接地導体１３，１３ａ〜１３ｃとの間の浮遊容量により構成され、キャパシタンス成分Ｃ２は放射導体１２，１２ａ〜１２ｃとコンデンサ導体１４，１４ａ〜１４ｃとの間の静電容量により構成される。
【００２７】
そして、チップアンテナ１０，１０ｂは、放射導体１２，１２ｂに接続導体１７，１７ｂを介して給電用端子Ｔ１が接続されるため、放射導体１２，１２ｂとコンデンサ導体１４，１４ｂとの間の静電容量により構成されるキャパシタンス成分Ｃ２は、図６（ａ）に示すように、放射導体１２ａ，１２ｃ及び第１短絡導体１５ａ，１５ｃのインダクタンス成分により構成されるインダクタンス成分Ｌとグランドとの間に形成されることになる。
【００２８】
一方、チップアンテナ１０ａ，１０ｃは、コンデンサ導体１４ａ，１４ｃに接続導体１７ａ，１７ｃを介して給電用端子Ｔ１が接続されるため、放射導体１２ａ，１２ｃとコンデンサ導体１４ａ，１４ｃとの間の静電容量により構成されるキャパシタンス成分Ｃ２は、図６（ｂ）に示すように、放射導体１２ａ，１２ｃ及び第１短絡導体１５ａ，１５ｃのインダクタンス成分により構成されるインダクタンス成分Ｌと給電源Ｖとの間に形成されることになる。
【００２９】
以上の等価回路（図６（ａ）及び図６（ｂ））から、コンデンサ導体１４，１４ａ〜１４ｃの面積を調整することにより、チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃのキャパシタンス成分Ｃ２の容量値を容易に調整することができるため、チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃの共振周波数を容易に調整できることが解る。
【００３０】
また、第１短絡導体１５，１５ａ〜１５ｃのインダクタンス成分を調整することにより、チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃのインダクタンス成分Ｌのインダクタンス値を容易に調整することができるため、チップアンテナ１０，１０ａ〜１０ｃを搭載する移動体通信機器の高周波部などの外部回路とのインピーダンス整合を容易に図れることも解る。
【００３１】
以上の点について、実際に作製した縦５．０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×高さ３．０ｍｍのチップアンテナ１０で説明する。
図７は、チップアンテナ１０の共振周波数の変化を示す図である。これは、コンデンサ導体１４の面積とチップアンテナ１０の共振周波数との関係を調べたものである。この図から、コンデンサ導体１４の面積を小さくする、すなわちチップアンテナ１０のキャパシタンス成分Ｃ２の容量値を小さくするにともない、チップアンテナ１０の共振周波数が高くなっていることが解る。
【００３２】
これは、コンデンサ導体１４の面積を調整することにより、チップアンテナ１０の共振周波数を容易に調整できることを示している。加えて、コンデンサ導体１４をレーザなどによりトリミングすることによりコンデンサ導体１４の面積を調整すれば、チップアンテナ１０の共振周波数を容易に調整できることも示している。
【００３３】
さらに、チップアンテナ１０の共振周波数におけるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）が１．２以下と、良好なアンテナ特性を示していることも解る。これは、チップアンテナ１０の共振周波数を調整するためにコンデンサ導体１４の面積を調整することが、チップアンテナ１０のアンテナ特性に影響を与えないことを示している。
【００３４】
表１に、チップアンテナ１０の特性インピーダンスの変化を示す。これは、短絡導体１４の切断数とチップアンテナ１０の特性インピーダンスとの関係を調べたものである。
【００３５】
【表１】
0003738577.tif 000002
【００３６】
この表から、放射導体１２と接地導体１３とを接続する第１短絡導体１５の切断数を増やす、すなわちチップアンテナ１０のインダクタンス成分Ｌ（図６）を構成する第１短絡導体１５のインダクタンス成分を大きくするにともない、チップアンテナ１０の特性インピーダンス（Ｚ＝Ｒ＋ｉＸ）において、Ｒ＝５０，Ｘ＝０、すなわち特性インピーダンスＺが５０（Ω）に近づいていることが解る。この際、チップアンテナ１０の共振周波数は、ほとんど変化していない。
【００３７】
一般に、チップアンテナ１０を搭載する移動体通信機器の高周波部などの外部回路の特性インピーダンスは５０（Ω）であるため、チップアンテナの特性インピーダンスが５０（Ω）に近づくことにより、チップアンテナと外部回路とのインピーダンス整合が図れることとなる。これは、チップアンテナ１０のインダクタンス成分Ｌのインダクタンス値を調整することにより、チップアンテナ１０と外部回路とのインピーダンス整合が容易に図れることを示している。
【００３８】
上記のように、第１の実施例のチップアンテナによれば、基体を構成するシート層を介して放射導体に対向するように略平板状のコンデンサ導体が設けられるため、放射導体とコンデンサ導体との間隔、あるいはコンデンサ導体の面積を調整することにより、チップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を容易に調整することができる。したがって、放射導体とコンデンサ導体との間隔、あるいはコンデンサ導体の面積を調整することにより、チップアンテナの共振周波数を容易に調整することができる。
【００３９】
なお、放射導体とコンデンサ導体との間隔は、放射導体とコンデンサ導体との間に設けられるシート層の厚みを変えることにより容易に調整できるため、設計段階での決定が可能である。加えて、コンデンサ導体の面積も設計段階での決定が可能である。したがって、従来の逆Ｆアンテナではできなかった設計段階でチップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を決定することが可能となり、チップアンテナの共振周波数が設計値からずれることを防止できる。
【００４０】
また、コンデンサ導体が略平板状であるため、その面積を大きく変えることができる。したがって、チップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を大きく変えることができるため、チップアンテナの共振周波数の可変範囲を広くすることができる。
【００４１】
さらに、放射導体と接地導体とを接続する第１短絡導体のインダクタンス成分を調整することにより、チップアンテナの共振周波数を変化させずに、インダクタンス成分のインダクタンス値のみを調整することができる。したがって、チップアンテナと外部回路とのインピーダンス整合を容易に図ることができる。
【００４２】
図８は、本発明のチップアンテナに係る第２の実施例の透視斜視図である。チップアンテナ２０は、直方体状の基体２１と、基体２１の一方主面上に設けられる平板状の２つの放射導体２２ａ，２２ｂと、放射導体２２ａ，２２ｂに対向するように、基体２１の内部の他方主面側に設けられる平板状の接地導体２３と、放射導体２２ａ，２２ｂにそれぞれ対向するように、放射導体２２ａ，２２ｂと接地導体２３との間に設けられる平板状の２つのコンデンサ導体２４ａ，２４ｂと、放射導体２２ａ，２２ｂと接地導体２３とを接続するために基体２１の内部に設けられる第１短絡導体２５ａ，２５ｂと、接地導体２３とコンデンサ導体２４ａ，２４ｂとを接続するために基体２１の内部に設けられる第２短絡導体２６ａ，２６ｂと、基体２１の側面から他方主面にかけて設けられ、一方の放射導体２２ａにのみ基体２１の内部に設けられた接続導体２７を介して接続される給電用端子Ｔ１と、基体２１の側面から他方主面にかけて設けられ、接地導体２３に基体２１の側面で接続される接地用端子Ｔ２ｃとを備えてなる。
【００４３】
図９は、図８のチップアンテナ２０を構成する基体２１の分解斜視図である。基体２１は、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電体セラミックスからなる矩形状のシート層２１１〜２１５を積層してなる。このうち、シート層２１１上の長辺側の両端部近傍には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状の２つの放射導体２２ａ，２２ｂが、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられる。
【００４４】
また、シート層２１３上の短辺側の一方端部近傍には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状の２つのコンデンサ導体２４ａ，２４ｂが、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられる。さらに、シート層２１５上のほぼ全面には、銅あるいは銅合金よりなり、略矩形状をなす平板状の接地導体２３が、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって設けられるとともに、接地導体２３の一部は、シート層２１５の長辺側の両端部に引き出されている。
【００４５】
また、シート層２１２〜２１５の所定の位置には、厚み方向に、シート層２１５上の放射導体２２ａ，２２ｂとシート層２１５上の接地導体２３とを接続するビアホールＶＨ２１ａ，ＶＨ２１ｂが設けられ、これらのビアホールＶＨ２１ａ，ＶＨ２１ｂが、図８に示すところの放射導体２２ａ，２２ｂと接地導体２３とを接続するための第１短絡導体２５ａ，２５ｂとなる。
【００４６】
さらに、シート層２１３，２１４の所定の位置には、厚み方向に、シート層２１３上のコンデンサ導体２４ａ，２４ｂとシート層２１５上の接地導体２３とを接続するビアホールＶＨ２２ａ，ＶＨ２２ｂが設けられ、これらのビアホールＶＨ２２ａ，ＶＨ２２ｂが、図８に示すところの接地導体２３とコンデンサ導体２４ａ，２４ｂとを接続するための第２短絡導体２６ａ，２６ｂとなる。
【００４７】
また、シート層２１１〜２１５の所定の位置には、厚み方向に、シート層２１１上の一方の放射導体２２ａと基体２１の側面から他方主面にかけて設けられる給電用端子（図示せず）とを接続するビアホールＶＨ２３が設けられ、このビアホールＶＨ２３が、図８に示すところの放射導体２２と給電用端子Ｔ１とを接続するための接続導体２７となる。
【００４８】
そして、シート層２１１〜２１５を積層し、焼結することにより、その一方主面、あるいは内部に、２つの放射導体２２ａ，２２ｂ、接地導体２３、２つのコンデンサ導体２４ａ，２４ｂ、第１短絡導体２５ａ，２５ｂ及び第２短絡導体２６ａ，２６ｂを備えた基体２１が形成される。
【００４９】
図１０は、チップアンテナ２０の周波数特性を示す図である。なお、図１０中で、実線はチップアンテナ２０（図８）、破線は比較のためのチップアンテナ１０（図１）である。この図から、チップアンテナ２０は、チップアンテナ１０と比較して２つの共振周波数及び広帯域幅を有することが解る。例えば、ＶＳＷＲ＜３における帯域幅を比較すると、チップアンテナ１０（図１）は約１１３．９ＭＨｚであるのに対して、チップアンテナ２０（図８）は約２０９．８ＭＨｚとなり８５（％）程度、帯域幅が広くなっている。
【００５０】
さらに、チップアンテナ１０と同様に、共振周波数におけるＶＳＷＲが１．２以下と、良好なアンテナ特性を示していることも解る。
【００５１】
上記のように、第２の実施例のチップアンテナによれば、２つの放射導体を備え、一方の放射導体のみを給電用端子に接続することにより、一方の放射導体のみに給電しているため、一方の放射導体の近傍に強い電界が発生し、その電界により他方の放射導体に電流を流すことが可能となる。
【００５２】
この結果、他方の放射導体に流れる電流により、一方の放射導体と他方の放射導体とが同時に共振し、一方の放射導体に給電するだけでチップアンテナが複数の共振周波数を有することとなり、それにともない広帯域幅を有することが可能となる。
【００５３】
また、１つの放射導体にのみ給電しているため、給電に必要となる電圧の低電圧化を実現することができる。
【００５４】
図１１は、本発明のアンテナ装置に係る第１の実施例の透視下面図である。アンテナ装置３０は、図１のアンテナ装置１０あるいは図８のアンテナ装置２０と、端部に突起部３１が延設された実装基板３２とからなる。突起部３１の一方主面、すなわち、実装基板３２の一方主面と同一の面にはチップアンテナ１０が実装され、実装基板３２の他方主面にはグランド電極３３が設けられる。
【００５５】
図１２は、本発明のアンテナ装置に係る第２の実施例の透視下面図である。アンテナ装置４０は、図１のアンテナ装置１０あるいは図８のアンテナ装置２０と、一方主面にチップアンテナ１０が実装され、他方主面にグランド電極４１が設けられる実装基板４２とからなる。実装基板４２の他方主面に設けられるグランド電極４１は、チップアンテナ１０が実装される箇所の近傍にグランド電極４１を設けない部分である略L字状の間隙部４３を備える。
【００５６】
図１３は、本発明のアンテナ装置に係る第３の実施例の透視下面図である。アンテナ装置５０は、図１のアンテナ装置１０あるいは図８のアンテナ装置２０と、一方主面にチップアンテナ１０が実装され、他方主面にグランド電極５１が設けられる実装基板５２とからなる。実装基板５２の他方主面に設けられるグランド電極５１は、チップアンテナ１０が実装される箇所の近傍に幅広の略矩形状の間隙部５３を備える。すなわち、第２の実施例のアンテナ装置４０と比較して、実装基板５２の他方主面に設けられるグランド電極５１が備える間隙部５３の面積が大きくなっている。
【００５７】
表２は、上述の第１〜第３の実施例のアンテナ装置３０〜５０において図１のチップアンテナ１０を用いた場合の帯域幅である。この表２において、比較例は他方主面全面にグランド電極を設けた矩形状の実装基板の一方主面に図１のチップアンテナ１０を実装したものである。
【００５８】
【表２】
0003738577.tif 000003
【００５９】
この結果から、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくする、すなわちグランド電極を小さくするにともない、アンテナ装置の帯域幅が広くなっていることが理解される。
【００６０】
すなわち、比較例、チップアンテナが実装される箇所の近傍に略L字状の間隙部を設けたアンテナ装置４０、チップアンテナが実装される箇所の近傍に幅広の略矩形状の間隙部を設けたアンテナ装置５０、実装基板の端部に突起部を設け、その突起部にチップアンテナを実装したアンテナ装置３０の順で広帯域になっている。
【００６１】
表３は、上述の第１〜第３の実施例のアンテナ装置３０〜５０において図８のチップアンテナ２０を用いた場合の帯域幅である。この表３において、比較例は他方主面全面にグランド電極を設けた矩形状の実装基板の一方主面に図８のチップアンテナ２０を実装したものである。
【００６２】
【表３】
0003738577.tif 000004
【００６３】
この結果からも、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするにともない、アンテナ装置の帯域幅が広くなっていることが理解される。
【００６４】
すなわち、比較例、チップアンテナが実装される箇所の近傍に略L字状の間隙部を設けたアンテナ装置４０、チップアンテナが実装される箇所の近傍に幅広の略矩形状の間隙部を設けたアンテナ装置５０、実装基板の端部に突起部を設け、その突起部にチップアンテナを実装したアンテナ装置３０の順で広帯域になっている。
【００６５】
これらの理由は、以下のように説明することができる。実装基板の端部に突起部を延設したり、グランド電極に間隙部を設けたりすることにより、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状が小さくなる。
【００６６】
したがって、放射導体からの漏れ電磁波が多くなり、アンテナ装置の放射抵抗が大きくなるため、アンテナ装置の入力インピーダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特性インピーダンスに整合させる際には、整合素子であるチップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌを大きくする必要がある。
【００６７】
その結果、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）1/2）が小さくなり、周波数特性が広くなるため、Ｑの小さい第１短絡導体を備えるチップアンテナからなるアンテナ装置の帯域幅が広くなる。
【００６８】
表４は、上述の第２の実施例のアンテナ装置４０において、略L字状の間隙部の縦方向ａ及び横方向ｂの長さを変化させた際の帯域幅である。
【００６９】
【表４】
0003738577.tif 000005
【００７０】
この結果から、間隙部の大きさを大きくし、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするにともない、アンテナ装置の帯域幅が広くなっていることが理解される。この理由は、上述した表２及び表３の場合の説明と同様である。
【００７１】
図１４は、アンテナ装置を構成する実装基板のグランド電極上の電流分布を示す一部透視下面図である。なお、図１４（ａ）は、図１２のアンテナ装置４０において、グランド電極４１の間隙部４３のＶを２２ｍｍ、Ｗを２ｍｍにした場合であり、図１４（ｂ）は、比較のためにグランド電極４１に間隙部４３を設けない、すなわちベタ電極の場合である。また、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、矢印の方向は電流の方向を、長さは電流の大きさを示す。
【００７２】
この結果から、グランド電極４１に間隙部４３を設けない場合（図１４（ｂ））には、チップアンテナ１０，２０の長手方向に対してほぼ平行に電流が分布するのに対して、グランド電極４１に間隙部４３を設ける場合（図１４（ａ））には、チップアンテナ１０，２０の実装位置と間隙部４３を介して反対側の箇所で、チップアンテナ１０，２０の長手方向に対してほぼ垂直に電流が分布することが解る。
【００７３】
これは、グランド電極４１に間隙部４３を設けることにより、アンテナ装置４０を構成する実装基板４２のグランド電極４１上の電流分布が変化していることを示している。
【００７４】
このことから、グランド電極４１に間隙部４３を設けることにより、アンテナ装置４０を構成する実装基板４２のグランド電極４１上の電流分布を制御することができ、その結果、アンテナ装置４０の指向性を制御することが可能となる。ちなみに、図１４（ａ）のアンテナ装置の場合には、アンテナ装置の指向性を測定すると、チップアンテナ１０，２０の長手方向に対して垂直な方向の偏波が強くなり、水平な方向の偏波が弱くなっていることが解った。
【００７５】
なお、アンテナ装置を構成する実装基板のグランド電極上の電流分布を制御することは、図１１のように突起部を設けたアンテナ装置３０や図１３のように幅広の略矩形状の間隙部を設けたアンテナ装置５０においても同様にできる。その結果、アンテナ装置３０，５０においても同様に指向性を制御することが可能である。
【００７６】
上述の第１〜第３の実施例のアンテナ装置によれば、実装基板の端部に突起部を延設したり、グランド電極に間隙部を設けたりして、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするため、放射導体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテナ装置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００７７】
したがって、アンテナ装置の入力インピーダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特性インピーダンスに整合させる際に、整合素子であるチップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌが大きくなるため、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）1/2）が小さくなり、アンテナ装置の帯域幅を広くすることができる。その結果、このアンテナ装置を搭載した移動体通信機器の広帯域化をを実現することができる。
【００７８】
また、アンテナ装置を構成する実装基板に突起部を設けたり、実装基板のグランド電極に間隙部を設けることにより、実装基板のグランド電極上の電流分布を制御することができるため、アンテナ装置の指向性を制御することが可能となる。その結果、このアンテナ装置を搭載した移動体通信機器の指向性の制御を実現することができる。
【００７９】
さらに、他方主面にグランド電極を設けた実装基板を備えるため、グランド電極側から近づく人体等のアンテナ特性への影響を抑えることができる。
【００８０】
なお、第１及び第２の実施例のチップアンテナでは、基体が酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電体セラミックスにより構成される場合について説明したが、基体は誘電体セラミックスに限定されるものではなく、酸化チタン、酸化ネオジウムを主成分とする誘電体セラミックス、ニッケル、コバルト、鉄を主成分とする磁性体セラミックス、あるいは誘電体セラミックスと磁性体セラミックスの組み合わせでもよい。
【００８１】
また、放射導体、コンデンサ導体及び接地導体が略矩形状をなす場合について説明したが、この形状に限定されるものではなく、略円形状、略楕円形状、あるいは多角形状など平板状であれば同様の効果が得られる。
【００８２】
さらに、放射導体及びコンデンサ導体のいずれか一方が、基体の内部に設けられる場合について説明したが、放射導体及びコンデンサ導体の両方が基体の内部に設けられる場合でも同様の効果が得られる。
【００８３】
また、接地導体が、基体の内部に設けられる場合について説明したが、接地導体が基体の他方主面上に設けられる場合でも同様の効果が得られる。
【００８４】
さらに、第１及び第２短絡導体が、基体の内部に設けられる場合について説明したが、基体の主面や側面に設けられる場合でも同様の効果が得られる。
【００８５】
また、第２の実施例のチップアンテナでは、給電用端子が放射導体に接続される場合について説明したが、第１の実施例の変形例のように、給電用端子がコンデンサ導体に接続される場合でも同様の効果が得られる。
【００８６】
さらに、２つの放射導体が基体の一方主面上に設けられる場合について説明したが、放射導体は複数備えていればよく、放射導体が増えるにしたがい、その数に応じて共振周波数を備えることができるため、より広帯域幅を有するチップアンテナを実現することができる。
【００８７】
また、複数の放射導体に給電しても広帯域幅は実現できるが、給電する放射導体の数を少なくした方が給電に必要となる電圧の低電圧化がより顕著になる。
【００８８】
さらに、第２の実施例のアンテナ装置では、間隙部の形状が、チップアンテナが搭載されていない方向に屈曲している略Ｌ字状である場合について説明したが、間隙部４３ａ，４３ｂの形状が、チップアンテナ１０が搭載されている方向に屈曲している略Ｌ字状（図１５（ａ））や、略Ｊ字状（図１５（ｂ））であっても同様の効果が得られる。
【００８９】
【発明の効果】
本発明のチップアンテナによれば、基体を構成するシート層を介して放射導体に対向するように略平板状のコンデンサ導体が設けられるため、放射導体とコンデンサ導体との間隔、あるいはコンデンサ導体の面積を調整することにより、設計段階でチップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を容易に調整することができる。
したがって、設計段階で、チップアンテナの共振周波数を容易に調整することができるとともに、チップアンテナの共振周波数が設計値よりずれることを防止できる。
【００９０】
また、コンデンサ導体が略平板状であるため、その面積を大きく変化させることができる。したがって、チップアンテナのキャパシタンス成分の容量値を大きく変化させることができるため、チップアンテナの共振周波数の可変範囲を広くすることができる。
【００９１】
さらに、放射導体と接地導体とを接続する第１短絡導体のインダクタンス成分を調整することにより、チップアンテナの共振周波数を変化させずに、インダクタンス成分のインダクタンス値のみを調整することができる。したがって、チップアンテナと外部回路とのインピーダンス整合を容易に図ることができる。
【００９２】
本発明のチップアンテナによれば、複数の放射導体を備え、そのうちの少なくとも１つの放射導体に給電しているため、給電される放射導体の近傍に強い電界が発生し、その電界により給電されない放射導体に電流を流すことが可能となる。
【００９３】
この結果、給電されない放射導体に流れる電流により、給電される放射導体と給電されない放射導体とが同時に共振し、少なくとも１つの放射導体に給電するだけでチップアンテナが複数の共振周波数を有することとなり、それにともない広帯域幅を有することが可能となる。
【００９４】
請求項１のアンテナ装置によれば、実装基板の端部に突起部を延設し、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするため、放射導体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテナ装置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００９５】
したがって、アンテナ装置の入力インピーダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特性インピーダンスに整合させる際に、整合素子であるチップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌが大きくなるため、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）1/2）が小さくなり、アンテナ装置の帯域幅を広くすることができる。
【００９６】
また、アンテナ装置を構成する実装基板に突起部を設けることにより、実装基板のグランド電極上の電流分布を制御することができるため、アンテナ装置の指向性を制御することが可能となる。
【００９７】
さらに、他方主面にグランド電極を設けた実装基板を備えるため、グランド電極側から近づく人体等のアンテナ特性への影響を抑えることができる。
【００９８】
請求項２のアンテナ装置によれば、グランド電極に間隙部を設け、チップアンテナを実装した箇所の近傍のグランド電極の形状を小さくするため、放射導体からの漏れ電磁波が多くなり、その結果、アンテナ装置の放射抵抗を大きくすることができる。
【００９９】
したがって、アンテナ装置の入力インピーダンスをアンテナ装置が搭載される移動体通信機器の特性インピーダンスに整合させる際に、整合素子であるチップアンテナの第１短絡導体のインダクタンス成分Ｌが大きくなるため、第１短絡導体のＱ（＝ｋ（Ｃ／Ｌ）1/2）が小さくなり、アンテナ装置の帯域幅を広くすることができる。
【０１００】
また、アンテナ装置を構成する実装基板のグランド電極に間隙部を設けることにより、実装基板のグランド電極上の電流分布を制御することができるため、アンテナ装置の指向性を制御することが可能となる。
【０１０１】
さらに、他方主面にグランド電極を設けた実装基板を備えるため、グランド電極側から近づく人体等のアンテナ特性への影響を抑えることができる。
【０１０２】
請求項５の移動体通信機器によれば、広帯域を備えたアンテナ装置や指向性の制御が可能なアンテナ装置を用いているため、移動体通信機器の広帯域化や指向性の制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチップアンテナに係る第１の実施例の透視斜視図である。
【図２】図１のチップアンテナを構成する基体の分解斜視図である。
【図３】図１のチップアンテナの変形例を示す透視斜視図である。
【図４】図１のチップアンテナの別の変形例を示す透視斜視図である。
【図５】図１のチップアンテナのさらに別の変形例を示す透視斜視図である。
【図６】（ａ）図１及び図４のチップアンテナの等価回路、（ｂ）図３及び図５のチップアンテナの等価回路を示す回路図である。
【図７】図１のチップアンテナの共振周波数の変化を示す図である。
【図８】本発明のチップアンテナに係る第２の実施例の透視斜視図である。
【図９】図８のチップアンテナを構成する基体の分解斜視図である。
【図１０】図８のチップアンテナの共振周波数を示す図である。
【図１１】本発明のアンテナ装置に係る第１の実施例の透視下面図である。
【図１２】本発明のアンテナ装置に係る第２の実施例の透視下面図である。
【図１３】本発明のアンテナ装置に係る第３の実施例の透視下面図である。
【図１４】アンテナ装置を構成する実装基板のグランド電極上の電流分布を示す一部透視下面図である。
【図１５】図１２のアンテナ装置の（ａ）変形例、（ｂ）別の変形例の透視下面図である。
【図１６】従来の逆Ｆアンテナの透視斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｃ，２０      チップアンテナ
１１，１１１〜１１３，２１      基体
１２，１２ａ〜１２ｃ，２２ａ，２２ｂ      放射導体
１３，２３      接地導体
１４，１４ａ〜１４ｃ，２４ａ，２４ｂ      コンデンサ導体
１５，１５ａ〜１５ｃ，２５ａ，２５ｂ      第１短絡導体
１６，１６ａ〜１６ｃ，２６ａ，２６ｂ      第２短絡導体
３０，４０，５０      アンテナ装置
３１      突起部
３２，４２，５２      実装基板
３３，４１，５１      グランド電極
４３，５３      間隙部
Ｔ１      給電用端子
Ｔ２      接地用端子
【図１】
0003738577.tif 000006
【図２】
0003738577.tif 000007
【図３】
0003738577.tif 000008
【図４】
0003738577.tif 000009
【図５】
0003738577.tif 000010
【図６】
0003738577.tif 000011
【図７】
0003738577.tif 000012
【図８】
0003738577.tif 000013
【図９】
0003738577.tif 000014
【図１０】
0003738577.tif 000015
【図１１】
0003738577.tif 000016
【図１２】
0003738577.tif 000017
【図１３】
0003738577.tif 000018
【図１４】
0003738577.tif 000019
【図１５】
0003738577.tif 000020
【図１６】
0003738577.tif 000021