JP3114479B2

JP3114479B2 - 表面実装型アンテナ

Info

Publication number: JP3114479B2
Application number: JP06017491A
Authority: JP
Inventors: 一也川端; 知尚山木
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 2000-12-04
Anticipated expiration: 2015-12-04
Also published as: JPH07226616A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体基板の一側面を
介して基板に実装され、誘電体基板に設けられた貫通孔
の内周面に形成された放射電極に給電されてなる表面実
装型アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、自動車電話や携帯電話の普及に伴
い、それらの高周波信号の送受信に用いられるアンテナ
の小型化の要求が非常に高まってきている。

【０００３】図５にアンテナを用いた携帯電話等の通信
機の一形態を示す。アンテナ１０は、誘電体装荷型のモ
ノポールアンテナであり、円柱状の誘電体基体２０内に
貫通孔３０を形成し、その内周には例えばＣｕよりなる
放射電極４０が形成される。また、誘電体基体２０の一
端面には、雄型コネクタ６０が取り付けられ、通信機本
体８０に設けられた雌型コネクタ７０と接続されること
により、放射電極４０への給電、高周波信号の送受信を
可能とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな通信機においては、アンテナ１０が通信機本体８０
の外部に配設されることになり、小型化の妨げとなって
しまうばかりか、外力が直接アンテナに作用することに
なり、機械的強度や耐久性の低下、特性変化などの問題
を引き起こす可能性がある。

【０００５】また、高周波信号の送受信をコネクタを介
して行うために、コネクタ部における損失や共振周波数
の変化などの問題が発生してしまう。

【０００６】さらに、コネクタの使用により、部品点数
も多くなり、作業性、コスト面においても好ましくな
い。

【０００７】そこで、図６に示すように、コネクタ等を
用いず直接、基板に実装する表面実装型のアンテナが発
案されている。

【０００８】表面実装型アンテナ１１は、柱状の誘電体
基板２２に一端面から他端面にかけて貫通孔３３を形成
し、その内周面には放射電極４４が形成されている。ま
た、誘電体基板２２の一端面には、端面電極９９が形成
され、放射電極４４と接続されている。

【０００９】また、基板１００は、表面実装型アンテナ
１１を実装した状態で、通信機本体等のケース中に収納
されるものであり、実装側主面に表面実装型アンテナ１
１に給電するための給電部としての給電用線路１４０が
形成されているほか、送信回路や受信回路などの信号処
理回路（図示せず）が形成されている。

【００１０】表面実装型アンテナ１１は、基板１００上
に一側面を介して載置され、端面電極９９と給電用線路
１４０とを例えば、半田、接着剤など（図示せず）で接
続、固定される。

【００１１】また、誘電体基板２２の側面から底面にか
けては固定用電極８８が形成され、基板１００の実装側
主面に形成された固定用導体１８０と互いに対応して、
同じく半田、接着剤など（図示せず）で接続、固定され
る。

【００１２】このような表面実装型アンテナ１１におい
ては、従来の誘電体装荷型のアンテナと比較すると、コ
ネクタが不要で、かつ直接、基板に表面実装できるとい
った点において効果的である。

【００１３】しかしながら、誘電体基板２２の長手方向
のサイズについては、小型化の要求を充分に満足できる
ものではなかった。

【００１４】また、放射電極４４と給電用線路１４０と
の接続は、誘電体基体２２の一端面に形成された端面電
極９９を介して行なわれている。そのため、放射電極４
４に対しては、長さ方向の一端より給電されることにな
り、放射電極４４と給電用線路１４０とのインピーダン
ス整合を得るためには、誘電体基体２２の大きさや貫通
孔３３の孔径を変えたりすることによって、放射電極４
４のインピーダンスを変化させる必要がある。つまり、
表面実装型アンテナ１１のサイズが決定された以降に
は、インピーダンスを整合させることが非常に困難であ
るといった問題点もあった。

【００１５】本発明は、上記のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、表面実装が可能で、かつ、充分な小型
化を達成することができ、さらに放射電極と給電用線路
とのインピーダンス整合が容易に可能な表面実装型アン
テナを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、柱状の誘電体基板に少なくとも一つの貫
通孔を有し、前記誘電体基板の一面を介して基板に実装
され、前記基板に設けられた給電部より前記貫通孔の内
周面に形成された放射電極に給電される表面実装型アン
テナであって、前記誘電体基板は、該誘電体基板の表面
より前記貫通孔に達する給電孔、該給電孔の内周面に形
成された給電電極、および該給電電極と接続する給電端
子電極を有し、前記給電端子電極は前記基板に設けられ
た給電部と接続されることを特徴とする。

【００１７】また、柱状の誘電体基板に少なくとも一つ
の貫通孔を有し、前記誘電体基板の一面を介して基板に
実装され、前記基板に設けられた給電部より前記貫通孔
の内周面に形成された放射電極に給電される表面実装型
アンテナであって、前記誘電体基板は、該誘電体基板の
表面より前記貫通孔に達する給電孔、該給電孔の内周面
に形成された給電電極、該給電電極と接続する給電端子
電極、および前記誘電体基板の少なくとも一方の端面に
形成され、前記放射電極と接続される端面電極を有し、
前記給電端子電極は前記基板に設けられた給電部と接続
されることを特徴とする。

【００１８】さらに、前記給電孔が前記誘電体基板の側
面または上面または底面に形成されていることを特徴と
する。

【００１９】

【作用】本発明によれば、誘電体基板内の貫通孔の内周
面に形成された放射電極に対して、その途中部分に形成
された給電孔によって給電されるため、給電孔内に形成
された給電電極のインダクタンス成分が放射に寄与する
こととなり、その結果、放射電極の長さを短くすること
ができる。

【００２０】また、放射電極に接続して端面に端面電極
を設けることによって、端面電極間に形成されるキャパ
シタンス成分によってアンテナの共振周波数を低くする
ことができ、従来と同じ共振周波数に適用する場合に
は、放射電極の長さを短くすることができる。

【００２１】さらに、給電孔の位置を選択し、放射電極
に対する給電位置を変えることで、放射電極と給電用線
路とのインピーダンスを容易に整合させることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図１ないし図
４を用いて詳細に説明する。表面実装型アンテナ１は、
例えばセラミックス、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレ
ンテレフタレート樹脂、ポリカーボネイト樹脂あるいは
セラミックスと前記樹脂との混合物よりなる誘電体基板
２に、端面２ｅから２ｆにかけて貫通孔３を形成する。
この貫通孔３の内周面全面には、例えばメッキ法や導電
性ペーストの塗布などにより、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ａｇ−Ｐｔよりなる放射電極４が形成される。

【００２３】以上のように構成された表面実装型アンテ
ナ１は、放射電極４に対し高周波電力が供給されること
により、高周波電磁界を発生し、放射電極４より電波を
送信する。また、放射電極４は、電波を受信したとき、
高周波電流を誘起し、伝送ラインへと伝達する。

【００２４】［第１の実施例］図１は本発明の第１の実
施例を示す斜視図であり、図２は表面実装型アンテナの
基板への実装状態を示す斜視図である。表面実装型アン
テナ１は、上記のような構成に加えて、誘電体基板２の
側面２ｃから貫通孔３に達するように、給電孔５が形成
される。給電孔５の内周面全面には、例えばメッキ法や
導電性ペーストの塗布などにより、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｇ−
Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔよりなる給電電極６が形成され、放射
電極４と接続される。

【００２５】また、誘電体基板２の側面２ｃの給電孔５
の周囲を含み、底面２ｂにわたる部分には給電端子電極
７が形成され、給電電極６を介して放射電極４に接続さ
れる。

【００２６】そして、誘電体基板２の端面２ｅ、２ｆに
は、端面電極９が形成され、放射電極４と接続される。
さらに、誘電体基板２の側面２ｃから底面２ｂにわたる
部分、また、誘電体基板２の側面２ｄから底面２ｂにわ
たる部分には、実装する基板に固定するための固定用電
極８が形成されている。この固定用電極８は、本実施例
においては側面２ｃ、２ｄから底面２ｂにわたる部分に
４ヵ所形成されているが、要求される固定強度に応じ
て、また、製造コストに応じて、側面２ｃ、２ｄにだ
け、あるいは底面２ｂにだけ形成されても良い。また、
その数や形状も適宜選択される。

【００２７】本実施例においては、放射電極４に対し
て、その長手方向の途中部分に形成された給電孔５によ
って給電されることになるため、給電孔５内に形成され
た給電電極６のインダクタンス成分が放射に寄与するこ
ととなり、従来、放射電極の端部より給電していたもの
に比べて、放射電極４の長さ、つまり表面実装型アンテ
ナ１の長さＬが短くできる。

【００２８】なお、本実施例においては、給電孔５が誘
電体基板２の側面２ｃに形成されているが、側面２ｄに
形成されていても良い。その場合、給電端子電極７は誘
電体基板２の側面２ｄの給電孔５の周囲を含み、底面２
ｂにわたる部分に形成される。

【００２９】次に、表面実装型アンテナ１の基板への実
装状態について説明する。図２に示すように、実装用の
基板１００の一方主面１００ａには、給電部１１０、固
定用導体１８０およびアース導体１９０が形成されてい
る。給電部１１０は、給電用導体１７０と給電用ホール
１６０からなる。給電用ホール１６０は、基板１００の
厚み方向に貫通して形成されており、その内周面には導
体が形成され、基板１００の他方主面１００ｂに形成さ
れた給電用線路１４０と接続されている。なお、給電用
ホール１６０は一つに限ることなく、必要に応じて、複
数設けてもよい。

【００３０】表面実装型アンテナ１は、誘電体基板２に
形成された給電端子電極７と固定用電極８と端面電極９
が、それぞれ基板１００の一方主面１００ａに形成され
た給電用導体１７０と固定用導体１８０とアース導体１
９０に対応するように載置され、例えば、半田、接着剤
など（図示せず）によって接続、固定される。

【００３１】つまり、この表面実装型アンテナ１におい
ては、給電源（図示せず）より給電用線路１４０、給電
用ホール１６０、給電用導体１７０、給電端子電極７、
給電導体６を経て、放射電極４に給電されることにな
る。

【００３２】さらに、放射電極４と給電用線路１４０と
のインピーダンスを整合させる場合には、給電孔５の位
置を選択することにより、放射電極４に対する給電位置
を変えることができ、放射電極４と給電用線路１４０の
インピーダンスを変化させることができる。つまり、表
面実装型アンテナ１の大きさを変更することなく、容易
にインピーダンスを整合させることができる。

【００３３】［第２の実施例］図３は本発明の第２の実
施例を示す斜視図である。なお、第１の実施例と同一の
部分、または、相当する部分には同一の符号を付して詳
細な説明は省略する。第２の実施例においては、第１の
実施例と比較して、給電孔５の形成位置、給電端子電極
７の形状および端面電極９ａ、９ｂの形成位置にその特
徴がある。

【００３４】つまり、誘電体基板２の上面２ａから貫通
孔３に達するように、給電孔５が形成される。給電孔５
の内周面全面には、第１の実施例と同様に、例えばメッ
キ法や導電性ペーストの塗布などにより、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔよりなる給電電極６が形成さ
れ、放射電極４と接続される。

【００３５】また、誘電体基板２の上面２ａの給電孔５
の周囲を含み、側面２ｃを経て底面２ｂにわたる部分に
は帯状の給電端子電極７が形成され、給電電極６を介し
て放射電極４に接続される。

【００３６】ここで、本実施例においても、実装基板に
表面実装型アンテナ１を固定するための固定用電極８を
誘電体基板２の側面２ｃ、２ｄから底面２ｂにわたる部
分に４ヵ所形成したが、第１の実施例と同様に、要求さ
れる固定強度に応じて、また、製造コストに応じて、側
面２ｃ、２ｄにだけ、あるいは底面２ｂにだけ形成して
も良い。また、その数や形状も適宜選択される。

【００３７】本実施例においても、放射電極４に対し
て、その長手方向の途中部分に形成された給電孔５によ
って給電されることになるため、第１の実施例において
説明した理由により、従来、放射電極の端部より給電し
ていたものに比べて、放射電極４の長さ、つまり表面実
装型アンテナ１の長さＬが短くできる。

【００３８】さらに、誘電体基板２の端面２ｅおよび２
ｆには、端面電極９ａ、９ｂが形成されている。このこ
とにより、端面電極９ａ、９ｂの間にキャパシタンス成
分が形成され、表面実装型アンテナ１の共振周波数が低
くなる。ここで、目的の共振周波数（端面電極が形成さ
れない状態での共振周波数）を得るためには、低くなっ
た共振周波数を高くする必要があり、その方策として
は、放射電極４の長さ、つまり表面実装型アンテナ１の
長さＬを短縮することが挙げられる。

【００３９】つまり、端面電極９ａ、９ｂを形成するこ
とによって、端面電極が形成されていない同じ共振周波
数を有するアンテナと比較すると、結果的に長さＬを一
層短縮することができる。

【００４０】なお、端面電極９ａ、９ｂは、図３に示す
ように、端面２ｅ、２ｆの全面に形成される必要はな
く、目的の共振周波数および長さＬの値に応じて形成位
置が決定される。

【００４１】また、第１の実施例と同様に、給電孔５に
位置を選択することにより、表面実装型アンテナ１の大
きさを変更することなく、放射電極４と給電用線路１４
０とのインピーダンスを整合させることが可能である。

【００４２】［第３の実施例］図４は本発明の第３の実
施例およびその表面実装型アンテナの基板への実装状態
を示す分解斜視図である。なお、本実施例においても、
第１、第２の実施例と同一の部分、または、相当する部
分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。第３
の実施例においては、第１、第２の実施例と比較して、
給電孔５の形成位置および給電端子電極７および実装す
る基板にその特徴がある。

【００４３】つまり、誘電体基板２の底面２ｂから貫通
孔３に達するように、給電孔５が形成される。給電孔５
の内周面全面には、第１、第２の実施例と同様に、例え
ばメッキ法や導電性ペーストの塗布などにより、Ｃｕ、
Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔよりなる給電電極６が形
成され、放射電極４と接続される。

【００４４】また、誘電体基板２の底面２ｂに設けられ
た給電孔５の周囲には、環状の給電端子電極７が形成さ
れ、給電電極６を介して放射電極４に接続される。

【００４５】実装する基板に固定するための固定用電極
８についても、図４には底面２ｂにのみ４ヵ所形成され
ているが、第１、第２の実施例と同様に、要求される固
定強度に応じて、また、製造コストに応じて、側面２ｃ
から底面２ｂにかけて、あるいは側面２ｃにだけ形成さ
れても良い。また、その数や形状も適宜選択される。

【００４６】本実施例においても、放射電極４に対し
て、その長手方向の途中部分に形成された給電孔５によ
って給電されることになるため、第１の実施例において
説明した理由によって、従来、放射電極の端部より給電
していたものに比べて、放射電極４の長さ、つまり表面
実装型アンテナ１の長さＬが短くなる。

【００４７】さらに、図４には図示していないが、誘電
体基板２の両端面２ｅおよび２ｆに、端面電極を形成す
ることによって、端面電極間にキャパシタンス成分を形
成し、第２の実施例において説明した理由によって表面
実装型アンテナ１の長さＬを短縮することができる。

【００４８】次に、表面実装型アンテナ１の基板への実
装状態について説明する。図４に示すように、実装用の
基板１００の一方主面１００ａには、給電部１１０、固
定用導体１８０、給電用線路１４０および固定用導体を
兼用するアース導体１９０が形成されている。給電部１
１０は、給電用導体１７０からなり、給電用線路１４０
と接続されている。

【００４９】表面実装型アンテナ１は、誘電体基板２の
底面２ｂに形成された給電端子電極７と固定用電極８
が、それぞれ基板１００の一方主面１００ａに形成され
た給電用導体１７０、固定用導体１８０およびアース導
体１９０に対応するように載置され、例えば、半田、接
着剤など（図示せず）によって接続、固定される。

【００５０】つまり、この表面実装型アンテナ１におい
ては、給電源（図示せず）より給電用線路１４０、給電
用導体１７０、給電端子電極７、給電電極６を経て、放
射電極４に給電されることになる。

【００５１】また、第１、第２の実施例と同様に、給電
孔５に位置を選択することにより、表面実装型アンテナ
１の大きさを変更することなく、放射電極４と給電用線
路１４０とのインピーダンスを整合させることが可能で
ある。

【００５２】なお、第１の実施例と第３の実施例におい
て、表面実装型アンテナ１を実装する基板１００に形成
される給電部１１０の位置や形態、給電用線路１４０の
位置などの形状が異なっている。すなわち、第１の実施
例においては、基板１００の一方主面１００ａに形成さ
れた給電用導体１７０が給電用ホール１６０を介して他
方主面１００ｂに形成された給電用線路１４０と接続さ
れているが、第３の実施例においては、給電用導体１７
０と給電用線路１４０は、一方主面１００ａに形成さ
れ、互いに接続されている。

【００５３】これは、実装する表面実装型アンテナ１に
形成された給電孔５の位置やそれに対応する給電端子電
極７と固定用電極８の位置や形状、さらに端面電極９の
有無などによって適宜選択されるものである。つまり、
第１〜第３の実施例の表面実装型アンテナは、図２また
は図４に開示されているいずれの基板１００に対して
も、条件に応じて実装することが可能である。

【００５４】なお、第１〜３の実施例を通して、誘電体
基板の平面形状が矩形状であるが、正方形状であっても
よい。また、貫通孔も長手方向に形成されているものが
開示されているが、短辺方向に形成されていても、本発
明の主旨は何ら変るものではない。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、コネクタなどを使用せ
ずに携帯電話等の通信機の内部に収納される実装基板に
直接実装することができる表面実装型アンテナであっ
て、しかも、放射電極に対して、その長手方向の途中部
分に形成された給電孔によって給電しているために、給
電孔内に形成された給電電極のインダクタンス成分が放
射に寄与することとなり、放射電極の長さ、つまり、ア
ンテナの長さを短くすることが可能となる。

【００５６】また、誘電体基板の端面に端面電極を形成
することによって、端面電極間にキャパシタンス成分が
形成され、アンテナの共振周波数が低くなる。その結
果、従来と同じ共振周波数に適用する場合には、一層ア
ンテナの長さを短くすることが可能となる。

【００５７】さらに、給電孔の位置を選択し、放射電極
に対する給電位置を変えることで、アンテナの大きさを
変えることなく、放射電極と給電用線路とのインピーダ
ンスを容易に整合させることができる。

【００５８】したがって、本発明の表面実装型アンテナ
を利用すれば携帯電話等の通信機の小型化が容易に実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る表面実装型アンテ
ナを示す斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る表面実装型アンテ
ナの基板への実装状態を示す斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る表面実装型アンテ
ナを示す斜視図である。

【図４】本発明の第３の実施例に係る表面実装型アンテ
ナおよび基板への実装状態を説明するための分解斜視図
である。

【図５】本発明の従来例に係るアンテナを示す分解斜視
図である。

【図６】本発明の従来例に係る表面実装型アンテナおよ
びその実装状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１表面実装型アンテナ２誘電体基板２ａ上面２ｂ底面２ｃ、２ｄ側面２ｅ、２ｆ端面３貫通孔４放射電極５給電孔６給電電極７給電端子電極９端面電極１００基板１１０給電部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状の誘電体基板に少なくとも一つの貫
通孔を有し、前記誘電体基板の一面を介して基板に実装
され、前記基板に設けられた給電部より前記貫通孔の内
周面に形成された放射電極に給電される表面実装型アン
テナであって、前記誘電体基板は、該誘電体基板の表面
より前記貫通孔に達する給電孔、該給電孔の内周面に形
成された給電電極、および該給電電極と接続する給電端
子電極を有し、前記給電端子電極は前記基板に設けられ
た給電部と接続されることを特徴とする表面実装型アン
テナ。
【請求項２】柱状の誘電体基板に少なくとも一つの貫
通孔を有し、前記誘電体基板の一面を介して基板に実装
され、前記基板に設けられた給電部より前記貫通孔の内
周面に形成された放射電極に給電される表面実装型アン
テナであって、前記誘電体基板は、該誘電体基板の表面
より前記貫通孔に達する給電孔、該給電孔の内周面に形
成された給電電極、該給電電極と接続する給電端子電
極、および前記誘電体基板の少なくとも一方の端面に形
成され、前記放射電極と接続される端面電極を有し、前
記給電端子電極は前記基板に設けられた給電部と接続さ
れることを特徴とする表面実装型アンテナ。
【請求項３】前記給電孔が前記誘電体基板の側面また
は上面または底面に形成されていることを特徴とする請
求項１または２記載の表面実装型アンテナ。